Разное

Камус искусственный: Искусственный камус для лыж

Камус искусственный Contour (Австрия) 100

Выберите категорию:

Все Горные лыжи » Горные лыжи »» Спортивные лыжи »» Универсальные лыжи »» Фрирайд, фристайл »» Женские лыжи »» Юниорские, детские »» Скитур, сноублейды » Ботинки горнолыжные »» Ботинки мужские »» Ботинки женские »» Ботинки детские »» Ботинки для скитура » Крепления горнолыжные »» Крепления unisex »» Крепления женские »» Крепления детские »» Крепления для скитура » Палки горнолыжные »» Палки карбоновые »» Палки спортивные »» Палки телескопические »» Палки универсальные »» Палки женские »» Палки детские » Шлемы горнолыжные » Маски горнолыжные » Защита » Чехлы, сумки Сноуборды » Сноуборды »» Сноуборды мужские »» Сноуборды женские »» Сноуборды детские » Крепления сноубордические »» Крепления мужские »» Крепления женские »» Крепления для детей » Ботинки сноубордические »» Ботинки мужские »» Ботинки женские »» Ботинки для детей » Шлемы » Маски » Защита » Чехлы Охотничьи лыжи, беговые, снегоступы » Охотничьи и лесные лыжи » Крепления для лыж » Снегоступы » Беговые лыжи » Ботинки для беговых лыж » Палки, чехлы, перчатки » Мази, парафины, уход за лыжами » Коньки Аксессуары зимние » Шлемы горнолыжные »» Шлемы unisex »» Шлемы женские »» Шлемы детские »» Шлемы спортивные »» Шлемы с визором »» Подшлемники » Маски горнолыжные »» Маски unisex »» Маски женские »» Маски детские »» Маски очки на очки »» Маски спортивные »» Сменные линзы »» Очки спортивные » Защита бордическая и лыжная » Чехлы, сумки, рюкзаки » Перчатки, рукавицы »» Перчатки мужские »» Перчатки женские »» Перчатки детские » Лавинное снаряжение » Мази, инструменты »» Канторезы »» Мази, парафины »» Тиски »» Утюги »» —прочее (лыжи) » Камус для лыж Обувь » Высокие ботинки » Низкие ботинки, кроссовки » Женские, подростковые ботинки » Сандалии » Сапоги резиновые Одежда » Для охоты и рыбалки » Костюмы женские » Куртки мужские »» Куртки зимние »» Куртки легкие » Куртки женские »» Куртки зимние »» Куртки легкие » Брюки мужские » Брюки женские » Детская одежда »» Куртки детские »» Брюки детские »» Флис детский »» Термобелье детское »» Носки горнолыжные детские »» Перчатки детские » Джемпера, флис »» Флис, полартек мужской »» Флис, полартек женский »» Флис детский » Носки » Перчатки, рукавицы » Термобелье » Футболки » Шапки » Уход за одеждой и обувью Велосипеды Палатки » Палатки 2 местные » Палатки 3 местные » Палатки 4 местные » Палатки 5-9 местные » Запчасти к палаткам Шатры, тенты Спальные мешки » Спальники-одеяла » Спальники-коконы » Детские спальники » Спальники двухместные » Спальники камуфляж » Аксессуары для спальников Рюкзаки, сумки, аптечки » Спортивные рюкзаки » Походные рюкзаки » Сумочки, кошельки » Сумки-баулы » Аптечки » Аксессуары для рюкзаков » Гермоупаковки » Чехлы для снаряжения Коврики, подушки » Самонадувающиеся коврики » Коврики-пенки » Подушки Мебель кемпинговая » Столы » Стулья, кресла » Наборы мебели » Кухни, шкафы » Раскладушки, гамаки Кровати надувные, насосы Байдарки, весла Гермоупаковки Палки трекинговые Газовое оборудование » Газовые горелки » Газовые лампы, обогреватели » Газовые резаки » Газовые плиты » Баллоны газовые, топливо » Грили, барбекю » Аксессуары Посуда походная » Наборы посуды » Кружки » Миски, ложки, ножи » Чайники » Котлы, ведра » Термосы, фляги » Силиконовая посуда Термосы, фляги Холодильники Охота, рыбалка » Охотничьи лыжи » Снегоступы » Сани для снегоходов » Рыболовные сумки » Спиннинги » Воблеры » Одежда и обувь для охоты и рабалки » Карповая мебель » Спальники камуфляж » Палатки камуфляж » Лодки » Сапоги Отдых на пляже » Ласты, маски, трубки » Пляжные тенты » Бассейны » Надувные матрасы и игрушки » Кровати надувные, насосы Скалолазание и альпинизм » Веревки » Ледовый инструмент » Карабины, оттяжки » Обвязки » Самостраховки » Ботинки Товары летние прочие » Топоры, пилы, костровое » Мультиинструмент » Очки спортивные » Средства от насекомых » Фонари » Компасы и аксессуары Silva » — Полезные мелочи

Производитель:

Все686Aku 🇮🇹AlpinusArctica очкиAtomicBailongBayardBelowzeroBernBike AttitudeBobberBTraceCampCampiCampusCanadian CamperCanyonCassinChirucaContourCrash PadsDare2bDemonDestroyerDinamicEagle CreekEchowellEdelridEdelweissEurekaFischerFisherMan Nova TourFlowFujiFunToMaskGoGardenGoodeGriSport 🇮🇹GuahooHeadHigh PeakHolidayHolmenkolIdolJack WolfskinJetsportJulboJungle CampKarjalaKjusKokuaKoveaKurzLa Sportiva 🇮🇹LafumaLomer 🇮🇹Mad RockMammutMasters 🇮🇹MaverickMichelinMico 🇮🇹MoretanMountain HardwearMuckBootMunariNamazuNord BlancNorfinNorthFinderNova TourNovaya ZemlyaOdloOut Of 🇮🇹PacsafePanZerBoxPatagoniaPowertravellerRed Rock 🇮🇹RegattaRelaxRelax-JILONGReuschRipZoneRome SDSRossignolRottefellaRUNISSabrinaSalvasSchwinnScottShredSilvaSilverbackSolSpo-TexSportalmSportfulStarkStreamStubaiSun & SeaSwixTerraToni SailerTop SportTotemTouristTrampTramp LiteTransTrek PlanetTrekkoTriple EightTyroliaValianlyVerticaleVibram 🇮🇹Vinca SportWanderlustWaveZanierZefalZeroRH+АрктикаИжевский завод пластмассКанатКаркамЛыжная фабрика МаякПик-99СледопытСпринтТестовый производительЧайкаЮжная Корея540Adapt snowboardsAlexikaBlack DiamondBoneBonzaBueno O2Carlton DRYCronusFeliceGlideGoProIndianaKSLLamarLTD snowboardsMatrixNideckerNitroOMaticOrbeaPolaroidSatilaSimsSnow PeakSorsuVaxPotVitroVIVE snowboardsWartaWestigeдругие

Как выбрать камус | Yourski.

ru

Некоторое время назад ски-тур считался развлечением для избранных, однако, с каждым годом популярность данного вида активности растет и сегодня ски-тур является логическим развитием увлечения фрирайдом. Ранее мы уже говорили о выборе инвентаря для занятий ски-туром, сейчас давайте рассмотрим вопрос выбора камуса.

Камус основная часть инвентаря для ски-тура. Если без остального ски-турного инвентаря можно обойтись, то без камуса ски-тур немыслим. Потому, можно считать, что это основная позиция в ски-турном инвентаре и к его выбору стоит относится максимально серьезно. Более того, камус вещь капризная и не дешевая и ошибаться при его выборе лучше не стоит. Давайте рассмотрим вопросы которые могут возникнуть при выборе камуса и найти на них ответы.

Материал

Камуса бывают натуральные и искусственные. Однозначного решения относительно того, что лучше нет. Натуральные меньше мокнут, что немаловажно, и более износостойкие (хотя. все зависит от изготовителя) но они дороже. Искусственные легче и при помощи пропиток можно получить достаточно высокие показатели по непромокаемости. Принципиальной разницы нет. Если у вас нет своего личного опыта и личных пристрастий или вы покупаете первый камус то стоит выбирать основываясь на других параметрах или покупать самый дешевый.

Сама шкурка бывает разной волосатости. Но, никаких определенных параметров измерения данного показателя нет. Некоторые производители внутри своих линеек камусов делают разделения от самых простых “туровых” до спортивных “рейсовых”. Если вы читаете данную статью, то вам спортивные камуса совершенно ни к чему. Выбирайте туровные и получайте удовольствие. Даже если и сцепление со снегом и будет меньше это легко компенсируется размером: больший камус лучше держит. Суть спортивных камусо в том, чтобы при минимальном размере и весе обеспечить максимальное сцепление. Но, кому из любителей фрирайдеров это надо настолько?

Размер по ширине

Многие новички, непонятно откуда, решают, что камус должен покрывать целиком поверхность скользяка. Это предположение не имеет ничего общего с реалиями жизни. Задача камуса не в закрывании скользяка, а в обеспечении сцепления лыжи со снегом и все. Ски-туристы совершают подъемы двигаясь с гружеными рюкзаками на лыжах длиной 160 и с талией 65 и им хватает сцепления. А вот фрирайдерам. вдруг, надо не меньше чем на всю лыжу длиной 190 и шириной 120. Это сколько же надо весить или куда идти чтобы нужен был такой камус? Нет не надо его на всю поверхность.

Вам надо понимать, что камус в процессе ходьбы мокнет и чем он больше тем он тяжелее. Вам надо носить на себе лишние килограммы?

Совершенно точно камус не должен закрывать кант. Все же канту нужно работать и цепляться за снег. Дальше все на ваше усмотрение. В среднем, для лыжника весом 100 кг, достаточно камуса шириной 70 мм. приклеенного в центр лыжи. Меньше не стоит, а вот больше сколько угодно, но не прикрывая кант. Длина

В данном моменте тоже есть миф о том, что камус неприменно должен быть закреплен за задник лыжи и, следовательно, камус должен быть по длине равен длине лыжи. Но, это не так. Такая растяжка камуса и фиксация дает дополнительную уверенность, что при попадании снега между камусом и лыжей камус не начнет предательски отклеиваться и создавать трудности. Но. это больше зависит не от растяжки, а от качества клея, его состояния, погоды, аккуратности приклейки камуса к лыжи. И, что характерно, даже при растяжке и фиксации камуса на задник лыжи нет ни какой гарантии того, что на длином маршруте камус не отойдет от лыжи. В итоге имеем, что растяжка на задник полезна, но не обязательна. Камус может быть только закреплен на носке лыжи и приклеен к скользяку. И всегда берите с собой или стяжки и репшнур которым вы всегда сможете закрепить отошедший от лыжи камус.

Крепежи

Крепеж обязателен только спереди. Задняя растяжка опциональна, но не лишняя. Про это написано на абзац выше.

Оригинальный или универсальный

Это совершенно не имеет никакого значения. Важно только то, чтобы камус надежно крепился и все.

Клей или силикон

Силикон появился относительно недавно и сейчас делать выводы и выносить оценки пока очень рано. Основное достоинство силикона в том, что после снятия камуса с лыжи лыжа чистая и не тормозит о снег. Клей остается на скользяке и лыжу надо чистить. Так же, силикон не пачкается и легко моется. Клей при попадании на него грязи чистится только заменой клея.

Итог.

Это и есть основные моменты выбора камусов. Других тонкостей нет. Главное понимать, что ничего сложного и страшного в ски-туре нет. Есть только свобода.

Берегите себя.

Лыжи охотничьи с камусом Зима 1500*220 в Уфе и РФ

Описание товара:

 

Охотничьи лыжи «Зима» представляют собой многослойную конструкцию, изготовленную из разных пород дерева (берёза, осина)с разным направлением волокон.

Конструктивные особенности Охотничьих лыж «Зима».

  1. Лыжи «Зима» собраны из листовых элементов по принципу рессоры и имеют переменное сечение по всей длине лыжи. Это позволяет обеспечить гибкость и достаточную прочность.

  2. Лыжи «Зима» имеют полозья. Наличие полозьев значительно уменьшает боковое скольжение лыж, что позволяет передвигаться на лыжах более комфортно.

Сборка (склейка) и пропитка лыж «Зима» произведена эпоксидным компаундом, что придает лыжам особую прочность и влагостойкость, а также снижает налипание снега.

Охотничьи лыжи используются в температурном диапазоне от -5С до -40С. Скользящая поверхность в дополнительной обработке не нуждается. Но при необходимости возможно нанесение лыжных мазей как и на классические лыжи при этом соблюдая температурный режим ( не нагревать лыжи свыше 85 С).

Камус используются охотниками и туристами для передвижения на лыжах по холмистому рельефу или горам. Камус предотвращает обратный ход лыжи при отталкивании, а также надежно держат лыжи при движении вверх по склону. Но он достаточно плохо скользит вперед — не ожидайте от него скоростей, как на беговых лыжах. Камус бывает натуральный (мохер), синтетический и комбинированный. На наших лыжах применяется искусственный камус швейцарского производства. Клеевая основа камусов позволяет их многократно наклеивать на скользящую поверхность лыжи. Для придания водоотталкивающих свойств камусам применяется специальный парафин либо специальные силиконовые аэрозоли.

Искусственный камус для лыж своими руками. Лыжи охотничьи. Как сделать камусные лыжи своими руками

Продолжу тему о снаряжении для беккантри-фрирайде. На этот раз обзор про камуса. Да-да, о тех самых «шкурках», которые цепляют чтобы веселее было подниматься в горку)).

Зачем вообще нужен камус? Ответ прост, как тот веник, — для облегчения лыжнику (или сплит-бордисту) подъема в гору. Стоит лишь уточнить, что подъема ПО снегу.

У камуса с одной стороны липкий слой (для прикрепления к лыже), с другой — ворсистая поверхность. Именно этот ворс и делает камус камусом. Движение вверх / вперед происходит по ворсу, с минимальным трением. Когда же идет нагрузка в обратную сторону (перенесли вес на эту лыжу, оперлись на нее), то движение происходит против ворса, с максимальным трением. Точнее, движения не происходит. А это, собственно, нам и нужно, чтобы в одну сторону скользило, а во вторую не проскальзывало.


Камуса покупаются либо определенной ширины и длинны , под свою модель лыж / сплита (вариаций камусов предостаточно, выбрать есть из чего), либо, что тоже в общем-то, неплохо, — покупается на отрез. Поскольку продается он только по метрам, то обычно нужно приобрести 4 метра камуса (нужной ширины!) + крепежный набор. Выходит это дешевле, нежели готовые решения.

При выборе камусов, за ширину лучше всего принимать самую широкую часть своего снаряда в области контактной поверхности (то есть, широченные висящие в воздухе нос-хвост — не в счет). Тогда, после обрезания камуса, он будет под всю рабочую поверхность.

Если ровно такой ширины нет в продаже . Конечно, если лишь чуть-чуть меньше, то переплачивать нет смысла, ради пары миллиметров, которые вы, скорее всего, все равно резанете. Если же не хватает прилично (5-10 мм и более), то берите на размер больше. Лишнее обрежете.


При выборе камуса важен не только размер.

Есть 3 типа камусов по материалу: синтетика , мохер (шерсть ангорской козы) и их сочетание, т.н. miixt . Первые более долговечные и дешевые, но скользят сильно хуже и не такие легкие и компактные как мохер. Так что, обычно ски-альпинисты и все кто бегает в горку на скорость, берут более дорогой мохер. Да, приходится чаще покупать новые, но зато работают отменно. Чаще, это раза в 2-3 нежели, если бы бегали на синтетике (сильно изнашиваются, заразы).

Нам же, фрирайдерам, больше подходят mixt-овые , они сочетают в себе плюсы обоих типов камусов (скольжение почти как у мохера, а живучи почти как синтетика), но стоят вменяемо. Одни из лучших, — Black Diamond и G3 , если не лучшие.


Вот он, мохер)).

Это основные моменты (ширина, длинна, состав), остальное — уже лично ваши предпочтения. По цене, цвету и проч. Есть даже камуса для девочек)). Кстати, очень симпатичные. Для ориентира, обычная цена для хорошего готового Микстового камуса 119-160$. И они того стоят.

Теперь, про то как «собирать» камуса. Предлагаю посмотреть вот это видео от BD. За 5 минут основные моменты камусоварения осветили и неплохо.

Сейчас крепежные наборы у всех основных фирм-производителей примерно похожи. У кого-то чуть удобнее, у кого-то менее, но суть одинакова. ОДНО НО.

Не стоит брать камуса без крепления с обеих сторон снаряда (нос + хвост). Изначально у ряда производителей была лишь скоба на нос и все, пятка никуда не цеплялась (предполагалось, что она никуда не денется). Этот вариант вообще не вариант. Со временем, когда камус изнашивается и хуже держит, или просто когда намок / обмерз / снегом забился, он начинает местами, а то и полностью отлипать от снаряда…вот тогда незакрепленность пятки и показывает себя во всей красе.

Да, если вы покупаете готовый камус под определенный размер, то часто вам ничего собирать уже не надо, все установлено, только чуть обрезать под ваш снаряд и использовать. Удобно. Но дороже)).


Trim tool. Нож-обрезалка от BD, неудобный.


И вот этот, продумАнский.

Без этих специальных камусных ножей , толково обрезать камус сложно и велик шанс накосячить. Поэтому, если вдруг его нет в комплекте (забыли положить, или еще чего), то лучше без самодеятельности. Либо у друзей возьмите, либо купите, они продаются. Ну или делайте все очень вдумчиво и подсматривая краем глаза в видеоинструкции.

А обрезать камус, даже готовый, вам все равно придется… почти не бывает так чтобы купленный камус идеально подходил к снаряду, без «обработки напильником»)).


Cheat sheets , или по-русски, «сетка». Когда только получите своих новых мохнатых друзей, не выбросите ее, подумав что это прокладка для транспортировки и не более. Эта штука сильно облегчит вам жизнь. Ее вы будете прокладывать между двумя камусами, чтобы те аддски не слипались меж собой. К ней камуса липнут, но умеренно.

Самый удобный вариант, — разрезать ее пополам, на два примерно метровых куска. По-одному на каждый камус. Тогда во время сборки и разборки снаряда можно будет каждым камусом оперировать отдельно и независимо от другого. В сильный ветер и в условиях большого количества снега это очень актуально. Попробуйте, вам понравится.

Но, к сожалению, эти сетки умирают быстрее чем хорошие камуса. На этот случай совет. Даже не думайте покупать монтажную сетку и ей заменять почившую родную. Может плохо закончится. В сети много историй про то как строительная сетка начинала рваться и оставаться кусками на камусах, со всеми вытекающими. Так что, если начинает «заканчиваться», — заказывайте новую. Цена вопроса 20$ если BD и 10-15 у других производителей.


Теперь, пройдемся по некоторым моментам использования камусов в деле .

Первым делом, — очистите поверхность! Никакого снега и замерзших капель воды. Чем чище, тем лучше будет контакт клеевого слоя. Если есть время, — поверните снаряды скользяками к Солнцу и дайте им немного нагреться. Чем теплее поверхность скользяка, тем все лучше пристает.

Совет. Иногда в комплекте с камусами (а иногда и с сплит-крепами) идет невзрачная пластиковая или резиновая пластина, неясного назначения. Не выбрасывайте ее и берите с собой. Она как раз для очистки поверхности снаряда от снега и проч. Очень полезная хреновина. И не только для одевания камусов. Я регулярно использую ее для очистки от капель льда, которые намерзают, когда теплый снаряд после беккантри попадает в холодный снег, или просто похолодало во время восхождения (сначала снег на снаряде потаял, а потом на высоте замерз). Раньше я делал это ски-пасами и банковскими карточками)).



И, отлепляя камус от сетки, приклеиваем его к снаряду. Важные моменты, — камус не должен залезать на канты и уж тем более за них. Правило 2-х миллиметров — до края снаряда должно оставаться 2 мм. Это нужно чтобы у нас даже на подъеме камуса оставались в рабочем положении (а вдруг траверс?), ну и чтобы не лохматить убивать край камуса. Старение раньше времени ему не к чему.

Чем больше разлохмачен край и вообще чем он ближе к краю снаряда, тем быстрее намокает камус, а это не гут (отклеивается и хуже скольжение).

Ну и конечно, не должно быть никаких бугров и «пузырей». Камус нужно клеить так, чтобы он прилегал полностью. Если где-то начал выходить косяк — стоит отлепить эту часть и попробовать снова. Вообще, качество и скорость приклеивания камусов сильно зависят от опыта. Чем больше клеишь, тем точнее движения, ну это как во всем.


На сильном морозе, особенно если камуса были влажные, они могут встать «колом». Работать с ними тогда очень сложно. Но, что делать… Старайтесь не доводить своих друзей до такого.


Конечно, здорово, когда ски-тур начинается прямо от парковки и можно удобно расположится, используя багажник своей машины (очень удобный вариант).


Но чаще все не так радужно…ветер, снег, знаете ли..

Если есть возможность воткнуть лыжу в снег, то лучше это сделать. Тогда сначала одевается верхнняя половина камуса, затем лыжа вынимается и довершается начатое уже «на коленках», с различными вариациями упоров носа лыжи в снег.


Если наст плотный, то можно и весь камус одеть таким Макаром, очень удобно.


Финишный штрих, — надевание заднего крепежа на хвост лыжи. Хорошо если есть некоторое натяжение, слишком слабым оно быть не должно. Но и передОза не нужно.

Совет . Не прошляпьте куски снега, которые неизбежно к концу операции будут у вас на хвосте снаряда. Их нужно стряхнуть, а то если ваш хвостик от камуса в них попадает, то хвост начнет отваливаться отклеиваться первым. Камус вообще не любит, когда на его клеевую сторону снег попадает, особенно в мороз.


Ну вот вы на вершине вашей белоснежной горы… и скоро начнете свой божественный спуск.


Первым делом, отлепляем камуса, по-одному. Стартуем — с хвоста (по-другому и не получится).


Способов отлепления несколько. Кто-то разом отдирает всю шкурку, кто-то скурпулезно, по частям, приклеивая ее к сетке… тут кому как нравится. Ну и от погоды зависит, нужно торопиться или нет.

Лично мне нравится аккуратно, по частям, налепляя сетку. В сильный ветер, например, отлепить разом может и можно, но развивающаяся 2-метровая хрень, которая хочет приклеится ко всему на свете… удовольствие на любителя. Лучше уж по 10 см, по дзенски.


При этом, чем меньше снега попадает на ваш камус, тем вам же лучше. Во-первых, кто знает, может сегодня еще придется его использовать. Во-вторых, меньше сушить по возвращению. Тоже ведь актуально, не везде есть условия для быстрой сушки, а на следующий день получить влажный камус, — не самый лучший расклад.

Еще одно видео, для разнообразия)). Заодно на powder помолимся.


Во время укладки барахла в рюкзак не стоит просто так пихать камуса внутрь. А то, раз за разом, набирая на свою клеевую поверхность различный мусор, он будет все хуже и хуже работать. Рекомендуется использовать мешочек-чехольчик (идет в комплекте),

Для особо замороченных можно посоветовать специальный чехлик для камусов, от фирмы G3. Он еще и «просушивает» ваших друзей, пока те едут с вами вниз домой. Хотя, имхо, и обычного вполне достаточно. Главное, не протерять, — на ветру они улетают на раз.


Ну вот,с.. цикл замкнулся. Мы снова внизу, радостные и счастливые.
_____________________


Пропитывать можно не только свои горные ботинки, но и камуса. Для лучшей их влагозащиты и скольжения существуют различные спреи. Например вот этот . Особо актуально для старых камусов, уже утративших часть своих целебных свойств. Ну а по весне, когда снег уже мокрый, всем полезно.


Если же совсем дело туго, ну или вы настоящий фанат, — то нанесение парафина с утюжком , это ваше все. Главное, не делайте это прямо на вашем снаряде. Работайте либо на старом, не нужном, либо просто на какой-то жесткой поверхности. Ну и температурку больше 60-70 не ставьте.

Не знаю, есть ли какая-то разница между обычным и парафином для камусов, но, например, BD предлагает специализированный, камусный парафин , за 10$. Предполагаю, что это всего-лишь маркетинг.


Про восстановление клеевого слоя на старых камусах , это тема отдельного разговора. Как-нить в другой раз. Одно лишь скажу, это довольно просто делается, было бы желание. Способов восстановления существует минимум 3.


Ну и на заминку, облегченные версии камусов , для владельцев особо широких лыж, ну и для сплит-бордистов. Для ребят с большими штуками это актуально, а то у них камуса по килограмму весят, за пару, зело много… Стоят они почти столько же, сколько обычные, зато компактнее и легче, при прочих равных.

(обзор). UPD !!

P.S. По мере сил, буду расширять и обновлять этот текст , наполняя все большей и большей информацией. И, конечно же, за любые комментарии и дополнения буду крайне признателен.

Правда, такая охота, да и само передвижение по лесу, с высокими сугробами, где нога человека не ступала, сопровождается определёнными сложностями. Это вам не по городским расчищенным тротуарам ходить. Так, бывает, что в лесной чаще уровень снега выше пояса, и для того, чтобы хоть как-то пройти, охотнику необходимо позаботиться о соответствующей зимней экипировке, и в частности о лыжах. С ними вы сможете быстро и удобно передвигаться по снегу. Вот только, какие лыжи выбрать – помочь вам с ответом на этот вопрос готова наша публикация…

Какие бывают лыжи

Если вы отправитесь в ближайший магазин спортивного снаряжения, то, увидите различные типы лыж. Есть и камусные, и лыжи голицы, и комбинированные… Сразу хочется сказать, что для охоты спортивные виды лыж не подходят. Уж слишком у них форма не удобная – узкая и длинная. В лесу, среди кустарников и сугробов вы очень скоро загрузнете в снегу. Поэтому, тратить своё время на то, чтобы рассматривать такие модели, предназначенные для совсем других целей, и примерять их — мы вам не рекомендуем.

Какие лыжи нужны охотнику

Камусные лыжи

Давайте-ка, лучше обратим своё внимание на такие лыжи, которые бы отличались прочностью, гибкостью для улучшения движения и были достаточно широкими. Вот такая вот форма лыж нам и нужна. Идеальный вариант это, конечно же, когда такие лыжи будут обшиты кожей лося, лошади, северного оленя или зубра. Впрочем, имея такую кожу, вы сможете это сделать и сами. И, вместо того, чтобы их обшивать, вы можете такую кожу просто приклеить надёжным клеем. Таким образом, у вас получатся камусные или кысовые лыжи. Кстати, опытные охотники подсказывают, что

лошадиный камус чёрного или белого цвета обладает самыми высокими ходовыми качествами, тогда как высокую прочность обеспечивает лосиный камус, а бесшумность и мягкое скольжение по снегу – вам гарантирует камус северного оленя. Так что, выбирайте сами, что вам важнее.

Ещё один полезный совет – лыжи с подклеенным камусом будут крепче на своём изгибе.

Как самому приклеить камус

Что же, если готовых таких камусовых лыж вы не отыскали, но у вас есть лыжи подходящей формы и ширины и есть сам камус – вы можете в домашних условиях самостоятельно сделать камусовые лыжи. Так, перед тем, как клеить камус — нанесите на саму поверхность лыжи 2 слоя клея. Просушите, а затем добавьте ещё один слой клея. После этого можете натягивать на лыжу влажный камус, прокатывать его валиком по направлению щетины, для того, чтобы выдавить лишний клей и разровнять сам камус.

После этого можете плотно обмотать лыжу шпагатом или бинтом – вам важно добиться максимального приклеивания камуса по бортам. Когда камус приклеится и высохнет – аккуратно уберите бинты, а, лишний камус, выступающий за края лыж обрежьте острым лезвием.

Каким клеем лучше клеить камус

Для приклеивания камуса, в принципе, подходят любые клеевые составы. Так, подойдёт клей БФ на эпоксидной основе, но лучше взять столярный клей и добавить в него немного уксусной кислоты – она придаст клею водостойкие характеристики.

Как хранить камусные лыжи и ухаживать за ними

В теплое время года, когда вы лыжами не пользуетесь, храните их связанными, скользящей стороной вовнутрь, установив между ними распорку. А, для того, чтобы камус не съела моль – заверните их в газету, пропитанную керосином.

Недостатки камусных лыж

Однако, несмотря на сказанное нами выше, у камусных лыж всё-таки есть свой недостаток. Сам камус быстро намокает, поэтому, намокнув — он становится тяжёлым, и такими неповоротливыми лыжами, да ещё по снегу, бывает тяжело управлять. Именно поэтому, рекомендуется пользоваться комбинированным вариантом лыж – клеить на середину скользящей поверхности полоску камуса, шириной не менее 8 сантиметров, а остальную поверхность оставлять не оклеенной.

Лыжи голицы

Неплохо себя зарекомендовали с практической стороны и лыжи голицы. Их, чаще всего, изготавливают из цельного древесного бруска или склеивают из шпона берёзы. Лучше выбирать последний вариант – он более гибкий, надёжный и лёгкий. Правда, в последнее время на рынке появились и пластиковые лыжи. Стоимость их дешевле, сами они по весу – легче, а характеристики прочности и гибкости в некоторых моментах даже превышают характеристики деревянных лыж. За такими лыжами также удобно ухаживать – их не надо ничем смазывать. Вот только на снегу такие лыжи слишком хорошо скользят, поэтому, вскарабкаться в них на возвышенность вряд ли у вас получится. Тогда как, быстрый спуск в них вам точно будет гарантирован. Правда, учитывая то, что ехать вы будете с заряженным ружьём, и едут такие лыжи очень быстро – их вряд ли можно будет назвать безопасными. Но, вот для ровной местности, без гор и возвышений – они подходят.

Какой размер лыж покупать

Схема, как крепить лыжи

Для того, чтобы лыжи были по размеру, не слетали с ноги, их необходимо выбирать по размеру. Так, учитывайте следующий расчёт. На рыхлом снегу на 1 килограмм веса человека должно приходиться не меньше 50 квадратных сантиметров опоры. Ну, а длина лыж должна быть не больше человеческого роста.

Так, к примеру, при росте 170 сантиметров и весе 70 килограммов площадь лыж должна быть не меньше 3500 квадратных сантиметров – это может быть длина 160 сантиметров и ширина 22 сантиметра или длина 170 сантиметров и ширина 20,5 сантиметров. Кстати, на ровной местности лучше брать лыжи подлиннее, тогда как на холмистой и на горах – лыжи должны быть покороче.

Зима — это отличное время года для любителей поохотиться. Однако охота в зимнюю пору требует наличия специальной экипировки, так как передвигаться по заснеженной лесной чаще не так-то просто. Опытный охотник, прошедший не одну версту, знает не понаслышке, что спортивные лыжи не предназначены для хождения по большим сугробам. Для этого его снаряжение обязательно должно предусматривать специальные лыжи для охоты.

Критерии выбора

Выбирая охотничьи лыжи нужно обратить внимание на следующие критерии:

  • прочность и гибкость;
  • качество материала;
  • длина и ширина;
  • крепления, фиксирующие ногу.

Лыжи для охоты должны отличаться не только прочностью, но и хорошей гибкостью, чтобы даже при прохождении наиболее заснеженных мест охотник не утратил маневренность. По размеру их нужно подбирать с учетом, что площадь опоры для 1 кг массы тела человека должна составлять не менее 50 сантиметров квадратных. При этом длина их не должна быть больше роста охотника. Крепления для охотничьих лыж необходимо выбирать таким образом, чтобы обеспечивалась жесткость и во время езды нога не выскальзывала и не подгибалась.

Материалы

При выборе снаряжения, в первую очередь охотника должно заинтересовать из чего делают лыжи и какие именно нужно приобрести. Охотничьи лыжи бывают пластиковые или деревянные.

Пластиковые

Пластиковые лыжи приобрели очень большую популярность в последнее время, потому как по своим прочностным характеристикам многие модели не уступают деревянным. Одно из преимуществ их использования — это отсутствие необходимости перед каждым выездом обрабатывать их специальной смазкой.

Но у пластика есть и существенный минус — он очень сильно скользит. За счёт этого взобраться на высокий холм на снегоступах из пластика довольно проблематично, а спускаясь с большого склона, охотник и вовсе может потерять контроль над скоростью и упасть. Поэтому пластиковые охотничьи лыжи лучше всего использовать на более пологих спусках и равнинных местностях.

Деревянные

Деревянные — это лыжи для глубокого снега. Их изготавливают из самых прочных древесных пород — берёзы, сосны или клёна, благодаря чему они маловесные и надёжные.

Имея небольшие размеры, такие снегоступы без труда передвигаются, как по только что выпавшему снегу, так и по рыхлому насту. Суженная передняя часть помогает снизить сопротивление снега. В носовой части предусмотрены небольшие прорези, чтобы использовать их в качестве волокуш.

Если обрабатывать их смолой перед каждым использованием они долго прослужат, а регулярное смазывание специальным составом улучшит скольжение.

Виды креплений

Крепления для охотничьих лыж обычно используются трех видов:

  1. Простые крепежи представляют собой ремни из кожи или брезента, которые вставляют в отверстия с двух сторон опорной площадки. Ногу в обуви просовывают в ремешок и закрепляют.
  2. Мягкие крепления предусматривают ещё один ремень, который помогает лучше зафиксировать ногу. Нужно перехватить им ногу чуть повыше пятки и хорошо затянуть, чтобы снегоступы не спадали при езде.
  3. Ещё один вариант крепления на охотничьи лыжи — полужесткое крепление. Устанавливается металлическая пластинка, в которую упирают ногу и с помощью надетой сверху стропы закрепляют. Пятка в этом варианте крепления фиксируется не ремнем, а пружиной, которая настраивается по ноге и закрепляется у обувного носка.

Лучшим вариантом будет расположить крепеж посередине. Но тут уже надо прислушаться к пожеланиям охотника, многие предпочитают ставить крепление ближе к носовой части.

Можно использовать и жесткие крепления, но тогда охотник рискует быть ограниченным в движениях, что совсем неуместно в таком деле как охота, где нужна ловкость и проворность. Лучше всего использовать один из трех вышеперечисленных вариантов и в идеале хорошо бы попробовать каждый вариант крепежа, чтобы определить для себя самый удобный.

Как сделать камусные лыжи своими руками

Материалы для изготовления

Почти каждый заядлый охотник хоть раз интересовался тем, как сделать лыжи своими руками. Ведь как раз для того, чтобы добиться максимального удобства большинство любителей зимней охоты изготавливают для себя самодельные охотничьи лыжи. Древесина для их изготовления должна сочетать в себе такие качества, как прочность на излом, гибкость, упругость и лёгкость.

Всеми этими свойствами обладает берёза, которая и является наиболее популярной при изготовлении охотничьих лыж своими руками. Также часто используют пробковое дерево, амурскую сирень или акотник Мака, реже — иву и осину. Из какого дерева сделать лыжи определяет мастер, выбирая из вышеперечисленных древесных пород и исходя из их доступности.

Камус на лыжи нужен для того чтобы на склонах они не скатывались назад и к ним не прилипал рыхлый снег. Он шьется из кожи, взятой с голени лошади, изюбря, оленя или лося. У этих копытных кожа на ногах покрыта упругим волосом, что придаст снегоступам гибкость, хорошее растяжение и сжатие, как у пружины. Самой высокой прочностью обладают охотничьи лыжи с камусом из кожи лося, а в мягкости хода и бесшумности камусу из изюбря и северного оленя просто нет равных.

Заготовка древесины

Итак, как сделать охотничьи лыжи самостоятельно? Обычно древесину заготавливают зимой, пока влага в дереве находится в замерзшем состоянии. Главное, чтобы она была прямослойная и без гнили. Некоторые мастера предпочитают брать материал в конце лета, объясняя это тем, что уже не так жарко и тесать в эту пору удобнее, чем в знойную или морозную погоду.

Дерево очищают от коры и распиливают колоду на бруски 5-ти сантиметровой толщины, соответствующие длине лыж. После этого их прочно связывают и в срединную часть вставляют распорку. На этом этапе мастер отправляет заготовки в прохладное место на сушку, которая длится около 20 дней. На просохшие брусья наносят контур, а после отпиливают и состругивают лишнее.

Подбор размера

Определится с размером самодельных лыж довольно просто. Если поставить лыжу вертикально носком вверх, её длина должна соответствовать высоте от уровня пола до вытянутой руки. Обычно диапазон длины 180-250 см, не больше. Ширина же подбирается по расстоянию между расставленными большим и указательным пальцами, в среднем это 18-20 см. Толщина должна отвечать расстоянию между средним и безымянным пальцем человека при широко разведенных пальцах. Обычно мастер старается довести толщину до 0,8 см, а в местах загиба до 0,5 см.

Выгиб

Передний, средний и задний выгиб охотничьих лыж на первом этапе осуществляется путем обжигания их концов и распаривания их в крутом кипятке. После лыжа помещается в специальный станок для загиба. Необходимо внимательно следить, чтоб не получилось перекоса при выгибе, иначе не будет верхнего хода и вся проделанная работа будет бесполезной.

Поливать кипятком изделие можно и прямо в станке — это придаст большую податливость и пластичность при выгибе. Убедившись, что процедура прошла успешно, изделие можно вынести на холод или поставить в прохладу для остывания.

Разметка под отверстия для креплений

Чтобы сделать отверстия для крепления, лыжу ставят на ребро и в том районе, где будет располагаться нога, поднимают большим и указательным пальцами. Лыжа должна оказаться под углом 45 градусов к полу, при этом носовая часть должна смотреть вверх. Когда она примет это положение на ней ставят отметку и прочерчивают через неё линию по ширине.

После, отступая 4 см к носовой части, проводят ещё одну линию, параллельную предыдущей. На линиях помечают середину и прикладывают к ней кулак, таким образом, чтоб его середина расположилась на уровне с центрами линий. В местах, где края кулака соприкасаются с линиями, отмечают точки четырех отверстий для будущих креплений для охотничьих лыж.

После этого отверстия прожигают и снизу объединяют желобками хорошей глубины, чтоб ремни внизу четко легли.

Изготовление камуса

После изготовления самих лыж, можно приступать к выделке и выкройке камуса. Растянутые лапы животного нужно высушить и освободить от жира и остатков плоти. Камус должен соответствовать размеру лыжи и предусматривать небольшой запас для заворота. После этого лапы разрезают вдоль на две части и вымачивают их в холодной воде.

Когда они размякнут, их складывают более лохматыми краями друг к другу и крепят к лыже так, чтобы наиболее густой ворс оказался посредине скользящей стороны. Затем камус сшивают с помощью прочной капроновой нити и скашивают его поперечные края, чтобы повысить прочность при изгибе.

Склеивание

По краям камуса делают карманчики для того, чтобы заправить в них носок и пятку. После пошива камус отправляют сушить, так как во время приклеивания он может быть влажным, но не мокрым. Следующий этап — промазка камуса клеем и приклеивание его непосредственно к лыже.

Для склеивания камусных лыж сгодится и эпоксидный клей, но предпочтительнее использовать хороший столярный. Прежде чем поклеить камус, изделие промазывают клеем в один слой, дают просохнуть и промазывают ещё раз. После прикладывают камус и, прикатывая валиком, выдавливают остатки клея, пока камус полностью не выровняется по поверхности.

Если под рукой нет специального валика, можно использовать хорошо обкатанную гальку или булыжник.

Затем следует перемотать изделие с камусом бинтом или ремнем, чтобы камус хорошо приклеился к бортам. Под стопу неплохо было бы приделать кусок резины во избежание приставания снега. Изделие отправляют сушиться в хорошо проветриваемое сухое помещение, после чего в отверстия для креплений продевают ремни.

Данная пошаговая инструкция, как сделать лыжи, на этом завершена. И самодельные камусные лыжи готовы к использованию. Только не стоит забывать смазывать их перед выходом.

Изготовление лыжной палки

Палку или тунепун обычно изготавливают из той же породы древесины, что и снегоступы. На нижнем её конце находится лопатка, а на верхнем — кольцо и коготь. Чтобы использовать палку для определения уровня снега, по всей её длине через каждые 5 см делают отметины. Тунепуны хороши при хождении по льду, ими можно расчистить дорогу или место для привала.

Хранение

Для хранения пластиковые и деревянные лыжи связывают друг с другом, подвешивают в сухом, хорошо проветриваемом месте. В крепления не должна попадать вода и после каждого использования их необходимо тщательно освобождать от остатков снега. Если шурупы креплений ослабли, необходимо их выкрутить и залить в отверстия эпоксидный клей — после этого функциональность восстановится.

Видео

Смотрите в нашем видео, как подготовить лыжи к сезону охоты.

Слово «лыжи» славянского происхождения, и впервые упоминается в послании императора Никифора к киевскому князю Владимиру Мономаху в начале XII века. Так же летописи XV- XVI веков рассказывают о применении лыж для военных целей.

Лыжи не только облегчают охотнику передвижение по заснеженной местности, но и дают возможность вести промысел по очень глубокому снегу, когда для «пешего» промысловика все пути-дороги в тайге закрыты.

В стародавние времена охотнику, пересекшему чужой путик, рубили лыжи — это говорит о том, что лыжи являлись и являются одним из важнейших видов снаряжения охотника. От качества лыж напрямую зависит не только успешный промысел, но и здоровье, а порой и сама жизнь охотника. Какие требования предъявляются к охотничьим лыжам сейчас? Во-первых они должны быть прочными, но легкими, а во-вторых обеспечивать легкий подъем на склоны достаточно большой крутизны.

Обладая определенными навыками и знаниями лыжи можно изготовить самому. Наиболее прочные лыжи изготавливают из березы и клена, менее прочные получаются из ели. Березовый кряж для лыж лучше всего заготавливать зимой, когда движение соков в дереве приостановлено. Дерево выбирают ровное, с тонкой корой, без сучков в нижней части ствола. От сваленного дерева отпиливают с комля двухметровый кряж, который раскалывают или распиливают на бруски, параллельно сбегу ствола и направлению волокон древесины. После этого плахи обтесывают, в результате чего получаются доски толщиной 3,5-4 см. Наружную, обращенную к коре сторону доски всегда используют для нижней, скользящей поверхности лыж, а комлевую часть — для загиба носков. После не менее чем месячного просушивания доске придается форма лыжи, затем носовую часть лыжи распаривают в кипятке в течение получаса, при этом необходимо учитывать, что недостаточное размягчение древесины может привести к излому носка при его загибе, а чрезмерное распаривание ведет к образованию складок на внутренней поверхности носка или к появлению трещин. Загиб носка лыжи производят на деревянном, самодельном шаблоне, причем кривизну у него следует делать несколько круче желаемого изгиба носка лыж, так как снятые после недельной просушки с шаблона они разгибаются миллиметров на десять. Перед снятием лыж с шаблона нижнюю часть загиба, для его лучшей фиксации, «поджаривают» на углях. После всего этого заготовки лыж обрабатывают в соответствии с необходимые размерами, которые должны соответствовать весу охотника, но в любом случае высота лыж не должна превышать роста хозяина. При рыхлом снеге на один килограмм веса охотника должно приходиться примерно пятьдесят кв. сантиметров опоры, исходя из этого выходит, что при весе охотника 70 кг, площадь опоры лыж должна быть равной 3,500 кв. см., что достигается следующими размерами: длина лыж 160 см, ширина 22 см. В носках лыж, для их буксировки, просверливаются отверстия. Готовые лыжи необходимо пропитать подогретой древесной смолой разбавленной скипидаром и дегтем.

Охотничьи лыжи бывают трех видов: голицы, камусные и комбинированные. Голицы — лыжи не подбитые камусом. Перед выходом на охоту скользящую поверхность голиц необходимо обработать специально приготовленной мазью, например, состоящей из расплавленного воска (три части) и одной части стеарина и рыбьего жира. Лучше приготовить специальные мази, рассчитанные на определенные температурные условия. Мазь применяемая в оттепель или при небольшом морозе (до -10°С) состоит из трех частей парафина, двух частей коричневого воска и небольшого количества дегтя. Застывшим куском такой смеси натирают нагретую нижнюю поверхность лыжи, затем растирают до блеска суконкой. При более низких температурах применяется мазь, состоящая из трех частей воска, одной части стеарина, одной части ворвани (или рыбьего жира) с прибавлением к ним небольшого количества дегтя и канифоли. При очень сильных морозах (ниже -30°С) хорошо смазывать лыжи ходким дегтем. Основной недостаток голиц — затрудненный подъем в гору. Известные приемы — подъем «елочкой» или «лесенкой» — в густой тайге невозможны. Для преодоления крутого подъема приходится делать большие зигзаги, на которые тратится много сил и времени. Всего этого можно избежать, снабдив голицы нехитрым приспособлением — тормозными пластинками. Для этого из трехмиллиметрового алюминия вырубается пластинка по ширине лыжи и длиной 15 см. Один конец ее (упорный) делается закругленным, второй же загибается в трубочку, в которую вставляется толстая, лучше нержавеющая, проволока, концы ее загибаются в виде скобы с петельками на концах, которые закрепляются на пятке лыжи алюминиевой пластинкой длиной 4 см. На пятках лыж в 16 см от края устанавливаются фиксаторы, закрепляющие упорные пластинки при движении по ровной местности. При преодолении подъемов пластинки выводятся из фиксации и свободно тянутся по лыжне, не мешая движению вперед, но как только лыжи пошли вспять они своим нижним концом упираются в снег и удерживают охотника на месте.

Второе приспособление, устраняющее недостаток голиц, это щетка из грубого волоса (щетины), колодкой для которой служит сама лыжа. Щетку располагают перед опорной площадкой и за ней. Пучки волос щетки размещают по отношению к скользящей поверхности лыжи, к ее пятке под углом 45°. Для изготовления щеток на нижней поверхности лыж выполняют разбивку отверстий для них. Отверстия, которые лучше прокалывать шилом, располагают в шахматном порядке. Они должны быть конусными с диаметром на верхней поверхности 2 мм, на нижней — 4 мм. Для облегчения работы отверстия можно сначала просверлить двухмиллиметровым сверлом, а затем, для придания им конусности, обработать шилом из четырехмиллиметровой проволоки. Для обеспечения одинакового наклона отверстий необходимо изготовить шаблон.

Чтобы пучки волос щетки не перегибались очень круто, напротив каждого отверстия сзади по ходу лыжи делается углубление. После того, как все отверстия будут готовы, их нужно зачистить от заусениц. Далее приступаем к изготовлению щеток, для устройства которых заготавливают щетину длиной 7 см. Рыболовную леску сечением 1 мм с помощью гвоздика закрепляем одним концом на верхней поверхности лыжи у переднего крайнего отверстия, затем саму леску в виде петли просовываем сверху вниз и в эту петлю закладываем пучок щетины. Предполагаемый сгиб щетины на петле обильно смазывается клеем, лучше всего эпоксидным, после чего свободный конец лески вытягивают вверх, при этом пучок щетины плотно входит в конусное отверстие. Потом леску продевают в следующее отверстие и вся операция повторяется снова, и так до конца после чего второй конец лески закрепляется так же как и первый. После необходимой просушки, волос на щетке подрезают в плоскости, параллельной плоскости лыжи, оставляя пучки волос не более 15 мм. Места проколов на верхней поверхности лыж покрывают бесцветным лаком. Если переоборудованные таким образом лыжи не держат вас на склоне, то либо склон очень крут, либо велик вес лыжника, и просто стоит добавить несколько рядов пучков. Камусные лыжи лишены недостатков голиц. Они обеспечивают быстроту передвижения и устойчивость хода по глубокому рыхлому снегу и возможность подъема в гору обычным шагом. Камус — жестковолосная часть шкуры, снятая с нижней части ног лося, оленя, лошади. По мнению большинства охотников лучшим камусом считается конский, его еще называют самым ходким. Лосиный камус считается самым прочным, а самым мягким, не дающим скрипа — камус северного оленя. Используют также камус косули, кабарги, марала. В прибрежных районах для этих целей нередко используются нерпичьи шкуры. Камус подбирают так, чтобы было как можно меньше «поперечного» волоса. Для облегчения веса камус мездрят до предельно малой толщины, после чего сшивают в одну длинную полосу с направленным в одну сторону ворсом. При установке камуса на лыжи необходимо следить за общим направлением волосяного покрова, нужно чтобы посередине камуса волос лежал параллельно краям лыжи, в противном случае при движении она будет уходить в сторону, иначе говоря «косить». Закрепляя камус на лыжах его либо прибивают, либо пришивают и, наконец, его можно посадить на клей.

Единодушного мнения на этот счет у охотников нет. Прибивают камус начиная с носков лыж, сначала по «оси» гвоздиками с широкой шляпкой, выдерживая расстояние между ними 5 см. В местах стыковки камуса гвозди прибиваются чаще, таким же способом прибивают бока камуса. Если некоторые гвозди, прошли лыжу насквозь, ничего страшного, загнутые в сторону пятки лыжи они надежнее держат камус.

Пришить камус можно промазанной варом дратвой. Для прочности край камуса обметывают жилкой. Перед установкой камус необходимо размочить в теплой воде. Затем через каждые 10 см (на носке лыжи через 5 см) просверливаются или прокалываются по два отверстия диаметром по толщине дратвы: одно отступая от края лыки на 10 мм, второе — на 18 мм. Через эти отверстия продергивают дратву, которой притягивают и привязывают камус к лыже. Свободный конец дратвы, обметывая край камуса, идет к следующей паре отверстий, и вся операция повторяется кругом по всему периметру лыжи, начиная с ее носка. При таком способе крепления камуса его можно быстро заменить, когда он придет в негодность, вытрется. Не портя лыж это трудно сделать, если камус прибит мелкими гвоздями.

Большинство охотников считает, что лыжи с подклеенным камусом более крепки на изгиб, потому что вся сила в подволоках и клее. Перед приклейкой камуса лыжу покрывают два раза клеем. После просушки наносят третий слой клея и влажный камус натягивают на лыжу, после этого его необходимо прокатать валиком по направлению волоса до тех пор, пока не выйдет лишний клей и полностью не разравняется камус. Затем лыжу обматывают бинтом, либо шпагатом, чтобы камус на бортах хорошо пристал и не коробился. После необходимой просушки бинт (шпагат) снимают, лишний камус по краям обрезают острым ножом. Для подклейки камуса используются различные клеевые составы. Это и БФ, и клей на эпоксидной основе, но предпочтительней всего столярный клей с небольшим добавлением уксусной кислоты, которая придает клею водостойкость. На лето камусные лыжи связывают скользящей стороной внутрь с распоркой посередине. Дня предотвращения повреждения камуса молью, необходимо завернуть лыжи в газету, пропитанную керосином.

Недостатком камусных лыж является то, что камус намокает и лыжи становятся тяжелыми, малоуправляемыми. Поэтому многие охотники изготавливают комбинированные лыжи, наклеивая для этого на скользящие поверхности лыж-голиц узкую полоску камуса, которая располагается посередине, вдоль всей скользящей поверхности. Ширина полоски камуса должна быть не менее 8 см, что обеспечивает достаточное торможение лыж от скольжения назад при подъеме в гору. Камусную ленту наклеивают следующим образом: на склеиваемые поверхности ровным слоем наносят клей, после чего полоску камуса располагают строго посередине скользящей поверхности лыжи ворсом к пятке и плотно прижимают до полного высыхания клея. После приклеивания камусной полосы излишки клея по ее краям должны быть удалены. Концы камусной полосы необходимо загнуть у носка и пятки на верхнею поверхность лыжи и закрепить клеем, допускается приклейка камусной полосы непосредственно на скользящую поверхность лыжи, но, для улучшения эксплуатационных качеств, лучше ее размещать в специально выбранной канавке глубиной 2 мм и шириной 80 мм.

Во всех вышеописанных вариантах камус применяется как выделанный, так и не выделанный. Выделать камус можно и самому. Для этого в деревянную емкость наливают 10 литров воды, высыпают в нее 1 кг поваренной соли и, соблюдая особую осторожность, вливают 200 мл серной кислоты, все это тщательно перемешивается. В полученный раствор на три дня помещают камус, после чего его вынимают и прибивают гвоздиками, растягивая на доске, для просушки, мездрой вверх. Выделанный таким образом камус не боится сырости. И еще: работая с камусом необходимо грамотно обрабатывать его на стыках, для чего в местах соединения камуса оба конца его подрезаются на «нет», там же необходимо подрезать и сам волос.

И последняя немаловажная деталь — крепления. С одной стороны они должны надежно держать ногу, с другой, например, при падении или при необходимости быстро сойти с лыж, почти автоматически освобождать ноги. Устанавливаются крепления с таким расчетом, чтобы пятка лыжи при движении давала большую осадку, чем носок. Для этого находят центр тяжести лыжи и проводят через него поперечную линию, затем отступив от носка 40 мм, проводят вторую линию параллельную первой, которая и будет линией начала крепления. Опорную площадку под стопу лучше всего изготовить из многослойной фанеры, в ней снизу выбрать паз для петли и приклеить ее к лыже водостойким клеем, для большей надежности можно еще и привинтить шурупами. Под саму же стопу необходимо наклеить микропористую резину, которая сжимаясь и разжимаясь не дает снегу под ногой спрессовываться. При отсутствии резины можно использовать берестяную пластинку, причем приклеивают ее только по краям. Ремни для крепления лучше всего делать из хорошо продымленной кожи лося, она не намокает и не растягивается, как это бывает с сыромятной кожей, раскисающей от сырости. Можно также использовать брезентовые ремни. Самих способов крепления множество, приведу некоторые из них.

Первый. Основной ремень проходит через носок обуви сразу же за пальцами ноги, к нему прикрепляется пяточный ремень, который, на ведущей ноге, в подъеме перекрещивается два раза (двойная восьмерка). Натяжение ремешка должно позволять в любой момент выдернуть ногу из-под основного ремня крепления. На второй лыже носок ноги уходит под основной ремень глубже, задний ремешок облегает обувь посвободней и перекрещивается один раз.

Второй эффективный способ крепления заключается в том, что пяточный ремень крепится не к основному ремню, а к металлическому крюку, закрепленному на передней части опорной площадки, либо к передней части самой лыжи. При таком способе крепления нога меньше устает и мерзнет, так как основной ремень нагрузки практически не несет и ногу в обуви не сдавливает.

Иногда крепления обшивают специальными мешками-чулками из плотной материи, которые вместе с лыжами надевают на ноги и завязывают чуть ниже коленей. При таком способе крепления снег не набивается под ногу и не скрипит, тем самым обеспечивается бесшумность хода, но отсутствует возможность быстро сойти с лыж.

С давних времен известно самое простое и в то же время надежное крепление. Пяточный ремень здесь вовсе отсутствует, весь секрет заключается в том, что на носок валенка, просмоленной дратвой пришивается бобышек (его хорошо сделать из голенища другого валенка). Достаточно повыше поднять пятку ноги, просунуть носок валенка с бобышкой под основной ремень и все. При движении по глубокому рыхлому снегу некоторые охотники привязывают веревки одним концом за отверстия в носках лыж, а другим — под коленками, освобождая таким образом передние половины лыж от проваливания под снег.

В этой, представленной вашему вниманию статье, я попытался охватить богатейший опыт охотников Урала, Сибири и Дальнего Востока. Заранее приношу свои извинения, если вышло это несколько неуклюже. С большим уважением ко всем братьям-охотникам.

Леонид Мамонов,
биолог-охотовед

Материал . В современных камусах используются два вида материала: мохер (шерсть ангорской козы) и нейлон (в каталогах производителей часто «синтетика»). Мохер гораздо лучше скользит, что требует меньшей затраты сил лыжника, но и изнашивается гораздо быстрее, кроме того он легче и более компактен при переноске. Мохер меньше подвержен налипанию снега, т.к. обладает естественной защитой от намокания — той, что была еще у козы. Нейлон более дешев и более долговечен, однако он не так хорошо скользит и у него больше вероятность налипания снега. Большинство производителей миксуют мохер и нейлон, чтобы использовать преимущества обоих материалов. Ниже будет приведена таблица — результаты сравнения камусов, которое провел Швейцарский институт снега и лавин.

Ширина . Выбирая ширину камуса следует помнить, что он ни в коем случае не должен выступать за края лыж. Для классических лыж (докарвинговых) следует выбирать камус на 5 мм уже талии. Для современных лыж нужен камус по форме лыжи. Часть камусов продаются уже готовыми под наиболее распространенные модели лыж (в России не представлены), другой вариант — купить широкий камус под обрезку (cut-to-fit, trim-to-fit) и придать ему форму ваших лыж.
Еще один вариант камуса специально для широких фрирайд-лыж (110 мм и шире) — легкий и не требующий подрезки по форме лыжи, называется Split — это две полосы камуса шириной по 35 мм, которые клеятся вдоль кантов. Его рекомендуют для коротких простых подъемов.

Крепление. Большинство камусов пристегивается к носку и пятке лыжи (бывают крепления только на носок или камус вообще без креплений), т.к. нельзя полагаться только на клей, который нанесен на камус и удерживает его на лыже по всей длине. Каждый производитель разработал свои крепления, но все они схожи и работают примерно одинаково. Заменить клипсы может потребоваться лишь в исключительном случае, а вот обновлять клей придется раз в пару сезонов, в зависимости от интенсивности использования. Между поездками убедитесь, что клей на камусе не остается открытым — это может привести к высыханию клея. Чтобы проверить состояние клея, соедините камуса вместе и попробуйте их разъединить. Если они раздираются легко, то стоит обновить клей перед следующей поездкой. Для этого можно использовать ленту с клеем (клей переносится на камус с помощью горячего утюга) или клей в тюбике (выдавить на камус и равномерно размазать куском пластика).

Cheat Strips. Это новинка, призванная упростить снятие/одевание камусов. Вместо того, чтобы свернуть камус пополам клеем внутрь, вы кладете между двумя камусами Cheat Strips, сделанный из пластиковой сетки, и вам будет гораздо проще разъединить камуса, когда вы вновь решите наклеить их на лыжи. Кроме того, клей при таком способе служит намного дольше.

Если на камуса налипает снег. В теплые дни и особенно после свежего снегопада снег, прилипающий к камусам, может стать серьезной проблемой. Лучший способ защиты от этого явления — предварительное нанесение парафина (специального — для камусов или обычного — для скользяков). Такая обработка также улучшит скольжение, так что имеет смысл взять небольшой запас парафина в длительное путешествие. При первых признаках налипания, попробуйте чеканить шаги, чтобы отряхивать снег при каждом шаге или, если налипло уже много, почистите камуса, проводя по ним палкой вверх и вниз. Если у вас есть с собой кусок парафина или жидкий парафин, используйте его (просто натрите камус парафином), иначе все вскоре повторится снова. Можно использовать также различные спреи скольжения, но они работают меньше по времени и хуже.

Как обработать камус парафином (метод горячего утюга) . Этот метод заимствован из горнолыжного спорта, где обработка парафином позволяет улучшить скольжение и обогнать соперников. Для всех же видов ски-тура — это простой и очень эффективный способ предотвращения проникновения частиц воды и льда в камуса, что в свою очередь улучшает скольжение и предотвращает налипание снега и предотвращает отклеивание камуса. Без обработки камус пропитывается водой, а мокрый камус на лыже не держится. Все, что вам для этого нужно — это немного парафина для камуса (обычный лыжный парафин тоже хорошо работает), старый домашний утюг и 10 минут в запасе. Если камуса сложены пополам — обработайте каждую сторону поочередно или, если у вас есть старая пара лыж, на которых вы не катаетесь, наклейте камуса на них на время обработки (не используйте лыжи, на которых вы катаетесь, т.к. разогретый клей, проникает не только в камуса, но и в скользяк лыж).
— Включите утюг в холодный режим (в идеале — 60 градусов).
— Натрите поверхность камуса хорошим слоем парафина (по шерсти или против — не имеет значения)
— Прогладьте воск в течение примерно 60 секунд. Ведите утюг строго по направлению шерсти.
— Натрите камус парафином еще раз и повторите глажение (можно повторить трижды, если есть желание).

Теперь ваши камуса пропитаны парафином и будут хорошо работать в любых условиях. Обратите внимание, что когда вы первый раз пойдете на камусах после обработки, они будут плохо скользить первые пять минут. За это время с них сотрется излишек парафина, после чего скольжение сильно улучшится.

Исследования камусов. Недавнее исследование Швейцарского института снега и лавин (SLF) свойств сцепления и скольжения для разных материалов, из которых изготавливаются камуса показали, что качество сцепления зависит от длины волокон, а не от используемого материала (более длинные волокна — лучшее сцепление).

Скольжение — наоборот зависит только от использованных материалов, особенно при более низких температурах, которые бывают по утрам. При теплых температурах (0-4) чистый мохер всегда дает лучшее скольжение, достаточно близко к нему микс, но оба значительно лучше, чем чистая синтетика. При более низких температура (от -4 до — 15) результат будет еще более различным: скольжение мохера улучшится, микс будет скользить также, а скольжение синтетики резко ухудшиться.

Учитывая, что миксовые камуса служат в 3-4 раза дольше, чем чистый мохер, мы рекомендуем их как наилучший вариант для большинства ситуаций. Если же для вас важна высокая скорость, например в гонках, тогда ваш выбор — однозначно мохер, но и менять такие камуса придется значительно чаще.

Производители:
Coll-tex (есть в России) — производит только камуса
http://colltex.ch

Лыжи деревянные Маяк Охотник (ширина 15 см) с узким камусом (ширина 6 см)

Деревянные лыжи шириной 15 см с наклеенной полосой искусственного камуса Contour Mix (ширина 6 см, состав: мохер 70% + нейлон 30%, производство: Австрия). Камус предотвращает отдачу (проскальзывание назад) при движении по ровной местности и помогает при подъеме в гору, а также противодействует налипанию снега.

Лыжи Маяк Охотник применяются для передвижения по снегу охотников, рыбаков, туристов, егерей, лесничих, геологоразведочных групп, нефтяников, газовиков, энергетиков. Благодаря качеству и дешевизне лыжи Охотник пользуются большой популярностью как у профессионалов, так и у любителей зимних лыжных прогулок по лесу. Используются практически на всей территории России, кроме некоторых южных регионов.

Лыжи Маяк Охотник изготовлены из лиственных пород деревьев (береза, осина) согласно ГОСТ 17043-90. Склейка лыж произведена морозо- и влагоустойчивым клеем шведского производства, что придает лыжам особую прочность. Покрытие лицевой стороны выполнено финским морозоустойчивым лаком с повышенным глянцем. На лыжах установлены площадки под крепления, а не просверлены пазы в самих лыжах, что сохраняет целостность лыж, а значит и их прочность. В носках лыж просверлены отверстия для использования их в качестве волокуш.

Необходимым условием эксплуатации деревянных лыж Маяк Охотник является смоление скользящей поверхности (для предотвращения намокания древесины). При этом смоление производится в течение зимы по мере необходимости (истирания скользящей поверхности), но не менее 1 раза в сезон.

Характеристики
Назначение Зимняя охота, зимняя рыбалка, зимний треккинг
Температурный диапазон, °С от -10 до -30
Материалы
Основа Дерево
Скользящая поверхность Дерево + искусственный камус
Габариты и вес
Длина, см 150, 160, 170, 180
Ширина, см 15
Дополнительная информация
Производство Россия

Внимание! Компания-производитель оставляет за собой право на внесение изменений в конструкцию, дизайн и комплектацию товара без предварительного уведомления.
Указанная в описании информация может отличаться от реальных характеристик товара.
Рекомендуем уточнять характеристики товаров перед покупкой.

альтернатива мазям или маркетинговая уловка?

Новость партнера сайта

В последние годы огромную популярность приобрели беговые лыжи для классического стиля «с камусом». О том, что такое камус и для чего он нужен, вы узнаете из этой статьи.

Итак, камус. Камус – это специальная ворсистая вставка под колодкой лыжи для классического хода, которая обеспечивает сцепление с лыжней. Камус применяется в качестве альтернативы мазям держания, так как хорошо и качественно намазать классические лыжи – это целое искусство. Тут нужен не только богатый опыт, основанный на многочисленных пробах и ошибках, но и внушительный арсенал мазей, который есть далеко не у каждого. Но сперва проведем небольшой исторический экскурс.

С проблемой того, что при движении в гору лыжи норовят поехать в обратном направлении, лыжники столкнулись много столетий назад. Собственно, как только появились лыжи, появилась и такая вот маленькая сложность. И, как ни удивительно, такой модный ныне камус оказался одним из первых технических решений этой проблемы от наших далеких предков. Первоначально камус делали из жесткой части шкуры, взятой с нижней части ног крупных животных: оленя, лося, лошади и так далее. Шерсть на этих шкурках имеет четкое направление, поэтому она хорошо скользила вперед и препятствовала скольжению назад. Такой принцип используется в камусах и до сих пор, только на смену шкурам животных пришла синтетика и мохер, который тоже представляет собой особого рода пряжу из шерсти ангорской козы.

Изначально камусы занимали всю скользящую (нижнюю) поверхность лыжи, и лишь во второй половине 20 века уже практически современные фирмы-производители лыжного инвентаря – Fischer, Atomic, Salomon и другие – стали пробовать использовать камусные вставки исключительно под колодкой. Тогда инновация не прижилась: технология была довольно дорогой, а скольжение лыж не особо отличалось от скольжения лыж с насечкой, и от камуса временно отказались.

В очередной раз вернулись к старой-новой идее около 10 лет назад, когда австрийская фирма Atomic первой выпустила на рынок модель лыж с камусом под названием Skintec. Дело в том, что за прошедшее время производители научились делать лыжи с таким прогибом, чтобы в фазе скольжения средняя часть лыжи не касалась лыжни, но в то же время легко прижималась к ней в момент отталкивания. Сами камусы тоже стали более скользкими и более простыми и дешевыми в изготовлении. Важную роль в распространении камусных лыж сыграли и подвижные крепления, благодаря которым стало возможным лучше регулировать баланс скольжения и держания.

Ставка Atomic сыграла на все 100%, и довольно скоро большинство ведущих фирм-производителей лыжного инвентаря стали выпускать камусные лыжи. В данный момент модели с камусом захватили большую часть рынка классических лыж. Исключениями являются лишь самый дешевый сегмент, в котором «правят бал» лыжи с насечками, и самый дорогой и технологичный – соревнования элитных спортсменов уровня Кубка мира. Так в чем же основные преимущества лыж с камусом?

Основные преимущества лыж с камусом:

  • Просты в использовании, держат практически в любую погоду. Даже самая хорошая смазка может перестать работать, когда изменятся погодные условия, что вполне может произойти во время прогулки, тренировки или даже соревнования.
  • Нет необходимости иметь огромный арсенал мазей держания. А также не требуется опыт их применения и время, чтобы снять старую мазь, подобрать и нанести новую. Взял лыжи – и пошел кататься.
  • Одного камуса хватает на срок около 1000 км. Никакая держащая мазь не выдержит столько. В определенных погодных условиях мазь может сойти и через 10-15 км, после 30-40 км истирание мази чувствуется почти в любую погоду.

Подбор лыж с камусом

Как правило, лыжи с камусом подбираются чуть жестче, чем обычные классические лыжи. Дело в том, что в фазе скольжения на одной ноге при попеременном двухшажном ходе (см. материал про лыжные хода), камус может соприкасаться с лыжней и «дергать», делая скольжение неравномерным. Если вы столкнулись с подобной проблемой, попробуйте подвинуть крепления ближе к пятке. Если напротив, недостаточно держания, подвиньте крепление ближе к носку лыжи.

Уход за лыжами с камусом

Уход за скользящей поверхностью лыж с камусом ничем не отличается от ухода за скользящей поверхностью любых других лыж. На неё можно наносить твердые и жидкие парафины, ускорители, и так далее. Также на концы лыж можно наносить структуру на шлифовальном станке.

Если же говорить непосредственно об уходе за самим камусом, то раз в несколько тренировок его желательно обрабатывать специальным средством, которое препятствует образованию льда, а после тренировок на грязной лыжне чистить. При этом важно использовать именно средство для очистки камуса, потому что использование обычной смывки для мази может привести к порче камуса, например, к отклеиванию.

Когда выбирать лыжи с держащей мазью?

Вопрос, заданный в заголовке статьи – являются ли лыжи с камусом альтернативой использованию мазей держания. Да, являются в подавляющем большинстве случаев, кроме одного – соревнования на результат. Специально не будем писать, что это соревнования элитного уровня, потому что у каждого лыжника есть своё понимание «крутости» старта: для кого-то это Кубок мира, для кого-то – чемпионат или Кубок России, для кого-то – первенство города или района, а может быть массовый марафон. Так вот в гонках на результат лыжи с камусом пока лучше не использовать, потому что по скольжению они будут проигрывать лыжам с правильно подобранной мазью держания, и, как правило, этот проигрыш будет значительным.

Модели лыж с камусом

Atomic Redster C9 Carbon Skintec

Камусные лыжи Atomic используют технологию SkinTec. Основными преимуществами SkinTec являются не только быстро сменяемые камуса из 100-процентного мохера, но и особые конструкции колодки Race Carbon WC insert и Step-Down-Sidewall (SDS). В фазе скольжения эти конструкции не дают камусу соприкасаться со снегом и тем самым тормозить лыжу, а в фазе отталкивания лыжа легко прижимается к снегу и не проскальзывает назад.

Самих камусов производится несколько видов: универсальные – для повседневного использования; и гоночные – для максимальных результатов при различных погодных условиях. Менять камус на лыжах Atomic очень и очень просто:


В модели Redster C9 Carbon Skintec использованы все передовые технологии марки: топовый пластик BI6000 с 10-процентным содержанием секретной добавки, улучшающей скольжение, легчайший сердечник Nomex Featherlight, на скользящую поверхность нанесена структура World Cup, установлены пластины под крепления Prolink Shift-IN Classic с возможностью регулировки.

Важной фишкой классических лыж Atomic C9 Carbon Skintec является специальная карбоновая вставка под колодкой под названием Race Carbon WC. С помощью этой вставки мы с одной стороны получаем легкое и упругое отталкивание без сверхусилий, как на лыжах с мягкой колодкой, а с другой – после окончания отталкивания колодка моментально поднимается над лыжней, что значительно улучшает скольжение лыжи!

Atomic Redster C7 Skintec

Это чуть более простая модель от Atomic. В ней используется не сотовый, а вспененный сердечник Densolite Speedcell, колодка SDS, чуть более простой пластик скользящей поверхности BI 5000.

Atomic Pro C2 Skintec

Модель для лыжников среднего уровня, спортсменов-любителей и тех, кто возвращается в спорт после перерыва. Они чуть тяжелее за счет чуть более тяжелого сердечника Densolite. Пластик скользящей поверхности BI 4000 – высокомолекулярный, но самого низкого уровня, с 20-процентным содержанием графита. Он хорошо «впитывает» смазку, но требует регулярного ухода.

Salomon S/LAB Carbon Classic eSkin S+SH

Камусная технология французской марки Salomon носит название eSkin. Это камусы из 100% мохера, обеспечивающие хорошее скольжение и надежное держание. На лыжах установлены платформы под крепления Prolink Shift с возможностью регулировки.

S/LAB Carbon eSkin – топовая модель Salomon с камусом. В пяточной части лыжи используется карбоновая ламинация Thinply Carbon, а носочная сделана из стекловолокна, что обеспечивает лучший контакт колодки лыжи со снегом в момент отталкивания и делает отталкивание более уверенным в любых условиях. Карбоновые элементы лыжи, изготовленные по технологии Thinply, легче и более эффективны в работе по сравнению с элементами из обычного карбона. Плетение карбоновых волокон под углом 45 градусов улучшает жесткость элементов на скручивание, создавая дополнительную устойчивость при движении коньковым ходом и эффективное ускорение при движении классикой.

Salomon S/Race Carbon Classic eSkin

Вторая модель в гоночной классической линейке. Здесь нет Thinply Carbon в пяточной части, но используется тот же сердечник Nomex – очень легкий, с сотовой структурой из композитного материала, включающий в себя карбоновое волокно, покрытие из стеклопластика и боковые стенки из тонкой древесины. Обеспечивает максимальную стабильность при минимальном весе.

Fischer Speedmax 3D Twin Skin

Особенность камуса Twin Skin от фирмы Fischer заключается в том, что это не одна, а две полоски камуса, которые углублены в зоне колодки лыжи по обе стороны от желобка. Они практически не препятствуют скольжению и прекрасно держат при отталкивании. Twin Skin работает в широком погодном диапазоне, но особенно хорош на жесткой леденистой лыжне. Последние два года Fischer выпускает с камусом и гоночную модель для классического хода Twin Skin Speedmax 3D, идеальную для тренировок и даже – при определенных погодных условиях – для соревнований.

Тут используется технология холодной приклейки скользящей поверхности Cold Base Bonding, которая позволяет сохранить первоначальную структуру и свойства пластика, благодаря чему он лучше взаимодействует со смазкой, облегченный сотовый сердечник Air Core HM Carbon и пластик скользящей поверхности World Cup Plus. Символы 3D в названии означают особый скользящий материал боковин, уменьшающий трение о снег и таким образом увеличивающий скорость скольжения лыжи.

Fischer Twin Skin Carbon Pro

Это также профессиональная модель лыж с камусом Twin Skin и базой World Cup Plus. Они идентичны лыжам Speedmax за исключением чуть более тяжелого сердечника Air Core Carbon, а также отсутствия скользящих боковин.

Подводя итог, хочется ещё раз отметить, что лыжи с камусом – действительно хорошая альтернатива лыжам с мазью во всех случаях, кроме спортивных соревнований. Однако камусные технологии постоянно развиваются, и, на самом деле, лыжи с камусом уже очень близки к тому, чтобы их начали использовать в гонках даже спортсмены-профессионалы. У этой технологии слишком много преимуществ, а значит и стимулов развиваться и сделать этот последний шажок в мир больших гонок!

Все необходимое для лыжных гонок вы всегда можете приобрести в магазине «Ювента Спорт»

Что такое камусы для лыж и зачем они нужны?

Приятно скользить на лыжах между высоких заснеженных елей, вдыхая свежий морозный воздух. Но деревья расступаются, и лыжник оказывается у подножья горы, на которую предстоит подняться. Это нелегко сделать, но на помощь приходят с камусом. Впервые их стали использовать , которые передвигались в погоне за добычей по глубокому снегу. Не всегда лыжня проходила по ровной местности. Для облегчения движения вверх они придумали специальное приспособление. Камус для лыж — это подкладка на поверхность лыжи, что не дает ей проскальзывать на подъеме. Им подбивают спортивные снаряды или наклеивают. Сейчас для удобства используют липкую основу, позволяющую быстро надевать его перед подъемом в гору и снимать перед спуском.

Виды камуса

Натуральный

Изначально камус изготавливали из шкуры, снятой с нижней части ноги оленя, лося или лошади. В этом месте на шкуре животного располагается наиболее жесткий ворс. Также используют мех других животных семейства оленевых (кабарги, косули), а также шкуру нерпы.

Самым прочным считается камус из шкуры лося. Он хорошо подходит для . Рекомендуется использовать это приспособление туристам, которые ходят в многодневные лыжные походы.

Ворсинки шкуры должны располагаться вдоль лыжи, чтобы она не уходила в сторону во время движения.

В настоящее время камус делают из шерсти ангорской козы. Мохер дает хорошее сцепление со снегом, он легкий, на него почти не налипает снег. Такие изделия предпочитают те, для кого в горах важна скорость передвижения.

Искусственный

Современные технологии позволяют сделать камус из синтетических материалов, например, нейлона. Такие накладки долго служат. Они дешевле мохеровых, но тяжелее и хуже скользят, что не дает развить необходимую скорость. Искусственный камус для лыж рекомендуется приобретать тем, кто хочет сэкономить и не желает менять его каждый сезон.

Смешанный

Камус, изготовленный из мохера в сочетании с искусственными волокнами объединил в себе лучшие свойства тех и других. Он служит дольше, чем натуральный, при этом почти не уступает ему в скольжении. Такие накладки впитывают меньше влаги и облегчают подъем в гору и транспортировку.

Беговые лыжи с камусом

Для спортсмена всегда было важно, какие у него скольжения. Это целая наука: подобрать для определенной погоды и состояния снега. Погода в течение дня может меняться, нанесенного средства хватает лишь на 10-15 км, перед нанесением необходимо удалить старый мазевый слой. Все это занимает много времени и усилий. Эта проблема была решена с изобретением камуса.

Плюсы:

  • при подъеме в гору снаряды не катятся назад;
  • отпадает необходимость использования мазей;
  • удобно использовать при любой погоде;
  • подходят для передвижения по холмистой местности;
  • избегают соскальзывания даже на ледовых участках трассы.

Минусы:

  • не могут развить большую скорость из-за создаваемого сопротивления;
  • тяжело использовать при ходьбе по рыхлому снегу;
  • весят больше обычных снарядов.

Как выбрать

человека. Не являются исключением и камусные лыжи. Они должны быть примерно на 20-25 см выше лыжника.

Чтобы вставка не мешала прокату, надо брать снаряды большей жесткости. Например, если указана маркировка 70-90 кг, то такие снаряды лучше брать человеку с весом, не превышающим 75 кг. Однако надо учитывать, что лыжи данного типа требуют более интенсивного надавливания на колодку. Поэтому их лучше брать для спортивного катания.

Жесткие лыжи требуют продвинутого уровня катания!

Менее опытным лыжникам подойдет мягкая пара.

Для прогулок, не требующих скоростных рекордов, лучше по указанным на них параметрам.

Уход

Лыжи с камусом не требуют особого ухода. Одевать шкурки надо на чистую поверхность без остатков снега и комочков льда. Тогда они идеально лягут на снаряд и не будут отклеиваться. Для снятия лучше использовать сетку, входящую в комплект. Шкурка аккуратно снимается и постепенно наклеивается на сетку. Лишний снег надо стряхнуть. Камусы должны быть сухими. Хранить их рекомендуется в специальных чехлах, чтобы к клеевой поверхности ничего не могло пристать.

Важно! Налипший мусор ухудшит скользящие свойства!

Перед катанием лучше обработать шкурки водоотталкивающим средством. Это убережет их от влаги и улучшит скольжение. Можно использовать спреи для защиты обуви. Особенно это актуально в теплую влажную погоду.

С началом использования новой системы отталкивания стало возможно экономить время и не заниматься трудоемким процессом выбора и нанесения мазей. Достаточно иметь под рукой это замечательное изобретение, и тогда лыжи доставят удовольствие мягким скольжением и высокой скоростью.

Искусственная кожа – обзор

2.3 Продукты

Заменители кожи – это специальные повязки, предназначенные для облегчения закрытия ран, выполняя как можно больше ключевых функций нормальной кожи. У них отсутствуют кожные придатки, интактная микрососудистая сеть, иммунные клетки или меланоциты. В общих чертах, доступные в настоящее время заменители кожи можно сгруппировать на те, которые предназначены для замены дермального компонента, эпидермального компонента или того и другого, и на те, которые содержат клеточный или бесклеточный дермальный матрикс (таблица 2.2).

Таблица 2.2. Биоинженерии кожи заменители

заменитель кожи Производитель Происхождение Структура
Apligraf органогенезов человек фибробластов, кератиноциты двухслойных
Орчели Орчели Международного Человеческие фибробласты, кератиноциты бислой
Dermagraft Advanced Tissue науки человек фибробласты дермальных
Transcyte Advanced Tissue науки фибробластов человека, силиконовый лист дермального
Integra Engrea Lifesciences COVINE COLLAGEN, CHONDROITIN DERMAL
Alloderm LifeCell Человеческая дермальная Matrix Dermal
Biobrane UDL L aboratories Свиной коллаген, нейлон дермальный
Oasis Healthpoint Свиной тонкого кишечника подслизистой дермальный
Epicell Genzyme Biosurgery аутологичных кератиноцитов эпидермальный

Apligraf ( Organogenesis, Кантон, Массачусетс, и Новартис, Восточный Ганновер, Нью-Джерси) представляет собой двухслойный биоинженерный заменитель кожи, полученный из неонатальных фибробластов крайней плоти и кератиноцитов.Дермальный компонент построен с использованием культивируемых фибробластов в сочетании с бычьим коллагеном I типа. Затем добавляют культивированные кератиноциты и дают им в течение нескольких дней эпителизироваться. Аплиграф был одобрен FDA для лечения диабетических язв стопы и венозных язв. Он стоит 51 доллар США/см 2 и имеет 10-дневный срок хранения. Он предназначен для еженедельного применения. В то время как Organogenesis продает другие продукты, Apligraf является ее крупнейшим источником дохода и отвечает за большую часть дохода компании в размере 55 миллионов долларов США в 2007 году.Компания Organogenesis в настоящее время находится на поздней стадии разработки своего продукта для замены кожи нового поколения под названием VCTO1, который, как и Apligraf, представляет собой аллогенный двухслойный заменитель кожи.

Dermagraft (Advanced Tissue Sciences, La Jolla, CA) представляет собой криоконсервированный кожный заменитель, полученный из фибробластов человека. Это продукт, аналогичный Apligraf, в котором его кожный компонент получен из неонатальных фибробластов. Однако, в отличие от Apligraf, Dermagraft не содержит ни эпидермального компонента, ни бычьего коллагена.Внеклеточный матрикс продуцируется фибробластами, выращенными в биосинтетической сетке из полигликолевой кислоты. Dermagraft одобрен FDA для лечения невропатических и диабетических язв стопы и ран, вторичных по отношению к буллезному эпидермолизу. Он стоит 34 доллара США за см 2 и имеет срок годности шесть месяцев. Dermagraft и TransCyte были проданы компанией Smith + Nephew компании Advanced BioHealing в 2006 году. Неонатальные фибробласты культивируют на каркасе из нейлоновой сетки, покрытом бычьим коллагеном.Дермальный слой (фибробласты-коллаген-нейлоновая решетка) затем покрывается силиконом для антимикробной, жидкостной и температурной регуляции. Он был одобрен FDA для лечения полных и частичных ожогов.

Integra (Integra Lifesciences Corp, Plainsboro, NJ) представляет собой бесклеточный биосинтетический кожный заменитель. Шаблон для регенерации дермы Integra был первым одобренным FDA заменителем кожи. Он состоит из (бычьего) коллагена I типа и хондроитин-6-сульфата на силиконовой основе.Коллаген-хондроитиновый кожный матрикс предназначен для врастания клеток из раневого ложа, в то время как силиконовый слой функционирует как искусственный эпидермис, регулируя потерю тепла и жидкости и обеспечивая некоторую степень антимикробной защиты. После интеграции с раневым ложем силиконовая подложка удаляется, а неодермис служит реципиентным ложем для аутотрансплантата расщепленной толщины. Integra одобрена для использования как при полных, так и при частичных ожоговых ранах.

Alloderm (Lifecell, Branchberg, NJ) представляет собой дермальный матрикс, полученный из трупной кожи, обработанной с помощью запатентованной технологии Lifecell.Эпидермис и клеточные компоненты дермы удаляются во время этого процесса, оставляя каркас, состоящий из коллагена, эластина, фибронектина, протеогликанов и трехмерной решетчатой ​​структуры микроциркуляторного русла (без самих сосудов). Сообщалось о множестве применений Аллодерма, включая реконструкцию молочной железы, урогинекологию, ортопедию и травмы. Выручка Alloderm в 2007 году составила более 167 миллионов долларов США.

Biobrane (UDL Laboratories, Inc, Рокфорд, Иллинойс) представляет собой полностью биосинтетическую повязку, изготовленную из нейлоновой сетки с покрытием из свиного коллагена, встроенной в силикон.Это временная повязка, используемая для покрытия ожоговых ран. Его можно хранить при комнатной температуре в течение трех лет.

OrCel (OrCel International, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк) — это продукт, который также подобен Apligraf в том, что он представляет собой аллогенный двухслойный заменитель, содержащий культивированные человеческие фибробласты и кератиноциты. Отличительной чертой является то, что фибробласты высевают на предварительно сформированную матрицу, в то время как фибробласты в Apligraf культивируются совместно с коллагеном в растворе. В то время как Apligraf имеет роговой слой в результате воздействия воздуха в процессе эпителизации, OrCel его не имеет.OrCel одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для использования на донорских участках расщепленного кожного трансплантата и для лечения варежки кисти после буллезного эпидермолиза.

Oasis (Healthpoint, Ltd, Fort Worth, TX) представляет собой бесклеточный кожный заменитель, изготовленный из подслизистой оболочки тонкой кишки свиньи (SIS). Как и другие сложные трехмерные каркасы, представленные на рынке, Oasis способствует врастанию нативных клеток в матрицу. Со временем тело поглощает матрицу. Оазис имеет двухлетний срок хранения при комнатной температуре.Стоимость лечения небольшой язвы нижней конечности в течение 12 недель с многократным нанесением матрицы составила 320 долларов США.

Культивированный эпидермальный аутотрансплантат (CEA), один из первых биоинженерных заменителей кожи, впервые был разработан в начале 1980-х Райнвальдом и Грином. Перспективой этой техники была возможность получения большого количества аутотрансплантата из очень маленького образца кожи. Полезность у пациентов с ожогами большой площади поверхности тела очевидна. Однако недостатки СЕА ограничивают их использование.К ним относятся расход, рыхлость и отсутствие кожного слоя. КЭА отводилась роль биологической повязки. Другие существующие варианты биологических повязок для пациентов с обширными ожогами в настоящее время делают использование КЭА нецелесообразным.

Epicel (Genzyme Biosurgery, Cambridge, MA) является наиболее известным CEA на рынке. Аутологичные кератиноциты размножаются ex vivo в совместной культуре с фидерными клетками мышиных фибробластов 3T3. После расширения неоэпидермальный слой состоит из слоев кератиноцитов различной толщины, расположенных пластинами.Эти листы помещаются на носитель и отправляются обратно нуждающемуся пациенту. Epicel стоит дорого (21 долл. США/см 2 ) и имеет 24-дневный срок хранения в охлаждаемой упаковочной системе.

Искусственная кожа в перспективе: концепции и применение

Резюме

Кожа, самый большой орган человеческого тела, организована в сложную многослойную структуру, состоящую в основном из наружного эпидермиса и нижележащей дермы. В коже также присутствуют подкожный жировой слой гиподермы и различные придатки, такие как волосяные фолликулы, потовые железы, сальные железы, нервы, лимфатические и кровеносные сосуды.Эти многочисленные компоненты кожи обеспечивают выживание, обеспечивая критически важные функции защиты, терморегуляции, экскреции, всасывания, метаболические функции, чувствительность, управление испарением и эстетику. Изучение того, как выполняются эти биологические функции, имеет решающее значение для нашего понимания базовой биологии кожи, такой как регуляция пигментации и заживление ран. Нарушение любой из этих функций может привести к патогенным изменениям, включая рак кожи. Таким образом, разработка генетически контролируемых и хорошо охарактеризованных моделей кожи может иметь важные последствия не только для ученых и врачей, но и для производителей, потребителей, регулирующих органов и организаций по защите животных.Поскольку клетки, из которых состоит ткань кожи человека, растут внутри организованной трехмерной (3D) матрицы, постоянно окруженной соседними клетками, стандартные однослойные (2D) клеточные культуры не воспроизводят физиологическую архитектуру кожи. Несколько типов рекомбинантов кожи человека, также называемых искусственной кожей, которые обеспечивают эту критическую трехмерную структуру, в настоящее время реконструированы in vitro . В этом обзоре рассматривается использование этих органотипических моделей кожи в различных целях, в том числе в качестве заменителей испытаний на животных.

Ключевые слова: искусственная кожа, реконструкция кожи, эквиваленты кожи, рафты, органотипические культуры, 3D-модели

ОБЩАЯ АРХИТЕКТУРА КОЖИ

I) Эпидермальные/дермальные слои отличаются толщиной, прочностью и гибкостью, что позволяет создать структурированную архитектуру, обеспечивающую различные функции кожи. Внешний слой кожи, известный как эпидермис, служит непроницаемой границей между окружающей средой и телом.В свою очередь, нижележащая дерма образована прочной соединительной тканью, которая богата коллагеном и придает коже характерную гибкость. Эпидермис и дерма разделены внеклеточным матриксом (ECM), известным как базальная пластинка (Balasubramani et al., 2001; Horch et al., 2005; Godin and Touitou, 2007; Ajani et al., 2007).

Эпидермальный слой, происходящий из эмбриональной эктодермы, состоит из клеток, образованных пролиферирующими кератиноцитами базального слоя , которые движутся вверх во время дифференциации (см. ).Непрерывный процесс пролиферации, дифференцировки и, в конечном счете, гибели и отщепления клеток позволяет разделить на ряд слоев, представляющих различные стадии созревания кератиноцитов (Schulz et al., 2000; Balasubramani et al., 2001; Stark et al., 2004a). ). Помимо кератиноцитов, которые составляют около 80% клеток эпидермиса, эпидермис также состоит из пигмент-продуцирующих меланоцитов, клеток Меркеля, которые, как считается, играют сенсорную роль (Feliciani et al., 1996; Boyce and Warden, 2002). и специализированные дендритные клетки Лангерганса, играющие важную роль в системе иммунной защиты кожи (Phillips, 1998; Régnier et al., 1998; Ренье и др., 1999).

Рисунок кожи, показывающий компоненты и слои кожи. Эпидермис : содержащий меланоциты и кератиноциты, способные дифференцироваться и образовывать различные слои ( Corneum, Lucidum, Granulosum и Germinativum ). Дерма : образована фибробластами, внедренными в матрикс. Гиподерма: содержит жировую ткань.

Как показано на , продолжающееся деление клеток кератиноцитов начинается в самом внутреннем слое базального слоя зародышевого слоя и толкает дочерние клетки апикально вверх к следующему шиповатому слою , где клетки становятся плотными.По мере продвижения к границе с окружающей средой они перемещаются в слой granulosum , где накапливают липидные гранулы, необходимые для поддержания водного барьера. Потеря ядра в дифференцирующихся кератиноцитах теперь приводит к уплощенной или роговой морфологии, при этом остается только кератин. Пигментация обеспечивается добавлением меланина, продуцируемого меланоцитами и переносимого на кератиноциты в конечном подслое stratum lucidum . Самый наружный слой, известный как роговой слой , представляет собой конечный результат дифференцировки кератиноцитов, образованный полностью дифференцированными мертвыми кератиноцитами с вкраплениями межклеточных липидов (в основном церамидов и сфинголипидов) (Ajani et al., 2007).

II) Базальная мембрана и другие составляющие кожи

Развитие эпидермиса во время эмбриогенеза, заживление ран, регенерация, а также поддержание нормального гомеостатического состояния зависят от взаимодействия между эпителием и соединительной тканью дермы (Schulz et al., 2000; Balasubramani et al., 2001; Stark et al., 2004a; Ajani et al., 2007). Базальный слой эпидермиса тесно связан с нижележащей дермой через систему соединений белковых волокон вдоль микроархитектурной сети сетчатых гребней.Они составляют хорошо охарактеризованную базальную мембрану, которая прикрепляет эпидермальный слой к рыхлой соединительной ткани нижележащей дермы. Эта базальная мембрана также механически стабилизирует вышележащий эпидермис благодаря своей полудесмосомной структуре (Marinkovich et al., 1992; Moll and Moll, 1998; El Ghalbzouri et al., 2005; Balasubramani et al., 2001; Schulz et al., 2000). ).

Базальная мембрана состоит в основном из коллагена IV, ламинина, протеогликанов и гликозаминогликанов, а также факторов роста, обладающих разнообразной биологической активностью.Эта дермо-эпидермальная базальная мембрана строго контролирует движение биоактивных молекул в обоих направлениях и способна связывать различные цитокины и факторы роста, таким образом представляя собой резервуар для контролируемого высвобождения во время процессов физиологического ремоделирования или восстановления (Iozzo, 2005). Дермальный матрикс, лежащий под базальной мембраной, обеспечивает энергией и питанием вышележащий эпидермис и придает коже значительную прочность благодаря расположению коллагеновых волокон.Коллагеновая сетка переплетается с содержимым эластиновых волокон, фибронектином, протеогликанами, представляющими собой ГАГ, преимущественно гиалуроновую кислоту и другими компонентами (Balasubramani et al., 2001). Помимо плотного матрикса обнаруживаются дермальные фибробласты, клетки иммунной системы, нервные окончания, потовые и сальные железы, волосяные фолликулы, сосуды и эндотелиальные клетки. Известно, что дермальные фибробласты выполняют многочисленные функции в синтезе и отложении компонентов ВКМ. Более того, фибробласты также играют важную роль в пролиферации и миграции, а также в аутокринных и паракринных взаимодействиях с соседними клетками (Wong et al., 2007).

НЕОБХОДИМОСТЬ

IN VITRO 3D МОДЕЛИ КОЖИ

Взаимодействия между отдельной клеткой, ее непосредственными соседями и внеклеточным матриксом ответственны за контроль клеточного поведения (Grinnell, 1976; Bissell et al., 1982; Yang et al. , 1986; Lin and Bissel, 1993; Smalley et al., 2006; Grinnell, 2008). Следовательно, клетки, выращенные в двумерных монослоях, не могут уловить соответствующую сложность микроокружения in vivo (Mazzoleni et al., 2009). Например, давно предполагалось, что клетки, культивируемые на 2D-субстратах, таких как планшеты для культивирования, теряют множество важных сигналов, ключевых регуляторов и фенотипов тканей.Клетки, растущие в 3D, имеют различную экспрессию рецепторов клеточной поверхности, пролиферативную способность, синтез внеклеточного матрикса, плотность клеток и метаболические функции (Grinnell, 1976; Bissell et al., 1982; Yang et al., 1987; Lin and Bissel, 1993; Smalley). et al., 2006; Grinnell, 2008; Horning et al., 2008; Mazzoleni et al., 2009). Таким образом, 2D-монослойные модели не только не могут воспроизвести сложные и динамические среды тканей in vivo, но также могут в некоторой степени вызывать ложные результаты, заставляя клетки адаптироваться к искусственной, плоской и жесткой поверхности.Растущее число исследований сообщает о различиях в фенотипе, клеточной передаче сигналов, клеточной миграции и реакциях на лекарства, когда одни и те же клетки выращивают в условиях 2D или 3D культивирования (обзор Mazzoleni et al., 2009).

Исследования in vitro показали, что дермальные фибробласты секретируют растворимые факторы, которые диффундируют в вышележащий эпидермис и могут воздействовать на кератиноциты, вызывая выработку белков базальной мембраны или меланогенных факторов (Balasubramani et al., 2001; El Ghalbzouri et al., 2002а; Вонг и др., 2007). Кератиноциты в монокультуре продуцируют только тонкий эпидермальный слой и без мезенхимальной поддержки подвергаются апоптозу примерно через 2 недели в культуре (Wong et al., 2007). Дермальные фибробласты способствуют не только пролиферации кератиноцитов, но и развитию идентифицируемых слоев кератиноцитов. Следовательно, должным образом стратифицированный эпителий не может сформироваться в простых двумерных кокультурах фидерного слоя при комбинации постмитотических дермальных фибробластов (фидерных клеток) и эпидермальных кератиноцитов.Только в передовых системах 3D in vitro кератиноциты развивают хорошо упорядоченный эпителий (El Ghalbzouri et al., 2002a; Stark et al., 2004a; Wong et al., 2007), что дает возможность более точно воспроизводить искусственные человеческие кожа.

Таким образом, стратегии, которые позволяют реконструировать эквиваленты искусственной кожи человека в трехмерной среде, включая как дермальные, так и эпидермальные компоненты, обеспечат универсальность и ответы на физиологические вопросы, которые невозможно решить исключительно в контексте культуры монослойной ткани.Модели, повторяющие базовую архитектуру кожи человека, предоставят места для изучения межклеточных взаимодействий и влияния стромальной среды на регуляцию меланогенеза, пролиферации и дифференцировки кератиноцитов, а также процессов реэпителизации после ранения. Эти модели кожи также представляют собой соответствующую платформу для создания косметических моделей, моделей фотостарения и рака, а также превосходную систему для фармакологического анализа. Кроме того, эквиваленты кожи человека могут быть легко сконструированы со специфическими генетическими изменениями либо в дермальных, либо в эпидермальных компартментах, чтобы определить, как результаты этих модификаций могут модулироваться стромальной средой.Эти модели кожи также представляют собой эффективные по времени и стоимости альтернативы использованию лабораторных животных, которые в настоящее время используются для таких исследований.

В то время как мышиные животные обычно использовались в качестве экспериментальных моделей для изучения биологии кожи и рака кожи (Mancuso et al, 2009; Youssef et al, 2010; Paulitschke et al, 2010), непохожая структура кожи мыши и человека накладывает серьезные ограничения на этот подход. Во-первых, эпителий моделей мышей, покрытых мехом, плотно заполнен волосяными фолликулами, которые синхронизированы в течение первых нескольких месяцев жизни.Вместо этого люди обладают более крупными межфолликулярными областями с редкими волосяными фолликулами, которые по своей природе асинхронны. Кроме того, дерма взрослых мышей тонкая, а эпидермис обычно состоит только из 3 слоев с высокой скоростью обновления, в то время как дерма человека довольно толстая, а эпидермис обычно имеет толщину 6-10 слоев (как показано на рис. ). Меланоциты кожи человека находятся в базальном слое эпидермиса, в то время как у мышей они локализуются в основном в дермальных волосяных фолликулах. Кроме того, кожный мышечный слой, panniculous carnosus , который присутствует у мышей, но отсутствует у людей, привел к получению данных, которые не согласуются между видами (Donahue et al., 1999).

Оптическая микроскопия, показывающая различия между кожей человека и мыши. Обратите внимание, что мышиная дерма тонкая, а эпидермис обычно состоит только из 3 слоев, в то время как человеческая дерма довольно толстая, а толщина эпидермиса обычно составляет 6-10 слоев. Окрашивание ОН. 60-кратное увеличение.

Реакция кожи и функциональность также различны у мыши и человека. Например, реакция на ранение кожи мышей обеспечивает эффективную регенерацию тканей. Однако реакция на повреждение кожи человека приводит к рубцовой ткани или гипертрофическим кожным поражениям, известным как келоиды, которые отсутствуют в коже мышей (Khorshid, 2005).Функция эпителия также неодинакова в коже мыши и человека. Кожа мышей обеспечивает меньший водный барьер и демонстрирует более высокую чрескожную абсорбцию, чем кожа человека, что ограничивает исследования местной доставки лекарств (Menon, 2002).

ПОЛУЧЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТОВ КОЖИ

НЕСКОЛЬКО ПОДХОДОВ

Несколько типов эквивалентов кожи человека, которые в высокой степени представляют нормальную ткань кожи человека, были успешно реконструированы in vitro ().Эти эквиваленты кожи состоят в основном из кератиноцитов, которые культивируются на кожном заменителе в течение примерно двух недель на границе раздела воздух-жидкость, что позволяет дифференцировать эпидермальные слои и формировать слоистую структуру (Prunieras et al., 1983; El Ghalbzouri et al. , 2002a,b; Stark et al., 2004a; El Ghalbzouri et al., 2008). Хотя большое значение придается эпидермальному слою эквивалентов кожи, дермальные заменители широко используются в клиниках при тяжелых ожогах и хронических ранах (Boyce and Warden, 2002; Fimiani et al., 2005). Эти кожные заменители включают бесклеточные дермальные матрицы, такие как деэпидермизированная дерма (DED), инертные фильтры, коллагеновые матрицы с фибробластами или лиофилизированные мембраны коллагена-ГАГ (Boyce et al., 2002; El Ghalbzouri et al., 2002a,b). ; Stark et al., 2004a; Fimiani et al., 2005; El Ghalbzouri et al., 2008).

Оптическая микроскопия кожи лица человека и искусственной кожи человека. Обратите внимание, что толщина эпидермиса и дермы очень похожа. Кроме того, в искусственной коже человека представлены все слои эпидермиса, что свидетельствует о дифференцировке этого эпителия.Окрашивание ОН. 60-кратное увеличение.

Таблица 1

Различные стратегии для генерации искусственной кожи

Dermallayer Epidermallayer Дополнительные факторы Список литературы 9 ссылки 9 Наличие 9 Тип Сотовые компоненты 9 Сотовые компоненты Время дифференциации 9002 3 + DED
Фильтр вкладыши
Collagen GELs
NHF 6 (в матрицах коллагена) 3 NHK
HACAT 1-3 недели 5% Bovine Colf Serum
0,5 мкм гидрокортизон
0,1 мкМ изопротеренол
0,5 мкг/мл инсулин
1 нг/мл ЭФР
0,1 нМ холерный токсин Боелсма и др., 1999 г. + коллаген типа I NHF NHK 7 дней Asselineau et al. , 1985

Bernerd & Asselineau, 1997

Bernerd & Asselineau, 1998

PageElineau, 1998

3 + 3 3 + 3 Крысового хвоста CAN COLLAGEN TYPE
I MDCK
для подвал мембраны

(удален до
кератиноциты
посев) РЭК

(неонатальные крысы
эпидермальные
кератионоциты)

5 дней Аджани и др. , 2007 г. 9002 + + NHF 6 Мышь 3T3 FIBROBLAST Newborn NHK 2-3 недели 2-3 недели 2-3 недели 24,3 μGG / мл 6 5% FTTALCLONE II
5 мкг / мл инсулина
0,4 мкг / мл гидрокортизон
1 нМ холерного токсина
10 нг/мл EGF Дубе и др. , 2010 г. − Фильтр вкладыша
(накрытый или не
с коллагеном Тип
IV) 3 3 NHK 3 NHK 3 NHK 3 NHK 3 NHK 3 NHK 17 дней 3 5% Calf Serum
1 мкм гидрокортизон

1 мкм ISOROTERENOL
0,1 мкм INSULIN

100 мкМ L-серин
1 IMdL-a-токоферол-ацетат
и липидная добавка
, содержащая
25 IM пальмитиновой кислоты, 15 IM
линолевой кислоты, 7 IM арахидоновой кислоты

и 2.4 10 5 М бычья сыворотка
альбумин
0,01 мкМ L-карнитин

1 мкМ dL-α-токоферол-ацетат
25 мкМ пальмитиновая кислота
30 мкМ линолевая кислота
7 мкМ арахидоновая кислота 6 мкг/мл 90

5 NG / ML EGF

3 + Calf Collagen Type I NHF NHK + NHM
(20: 1) более 1 недели Лю и др. , 2007 г. + коллаген типа I
(Gen-col
блочный коллаген NHF NHF + NHM
(4:1) 7 дней 9 погружений 60264 вставки 9026 Соуто и др. , 2009 г. + + DED
Коллаген Тип I NHF
NMF NHK + NHM
(20: 1) 8 дней SCF
Hyman HGF
Endotelin 1 или 3 Карио Андре и др. , 2006 г. + Collagen Type I NHF 6 3T3-MEF NHK
HACAT 7-10 дней (человек)
10-14 дней (мышь) Calf Serum
Insulin
EGF
Cholera Toxin
Аденин
Гидрокортизон
Аскорбиновая кислота
TGF-α (только в HaCaT) Старк и др., 2004а 9002 3 + + NHF NHF NHK NHK до 12 недель до 12 недель FAD Medium 6 10% FETAL BOVINE SEROM
0,1M CHOLERA TOXIN
0,4 мкг гидрокортизон
50 мкг аскорбиновая кислота
200 ЕД/мл/день апротинин Старк и др. , 2004б
Старк и др., 2006 г.
Бенке и др., 2007 г. + Коллаген типа I
Матригель NHK 2-3 недели Раствор апротинина Собрал и др. , 2007 г.

Искусственные биопродукты кожи, содержащие биополимеры, также используются в качестве трансплантатов при лечении пациентов с иссеченными ожогами, ожоговыми рубцами и врожденными поражениями кожи (Boyce and Warden, 2002). Кроме того, такие материалы, как коллаген-гликозаминогликановые матрицы, аллогенная дерма и синтетические полимеры, использовались в качестве заменителей определенных слоев кожи (Balasubramani et al., 2001). Подводя итог, можно сказать, что существует множество так называемых «моделей кожи», которые можно в целом разделить на (i) те, которые содержат только эпидермальные компоненты, (ii) трансплантаты, состоящие только из дермальных компонентов, или (iii) композитные трансплантаты полной толщины, содержащие оба компонента. эпидермальный и дермальный компоненты.В литературе эти системы упоминаются как трехмерная кожа, реконструированная кожа, эквиваленты кожи, искусственная кожа, органотипическая культура кожи, заменители кожи или кожные трансплантаты. Следует отметить, что последние два термина чаще всего используются для биоинженерных продуктов, в которых используются человеческие или животные компоненты, такие как культивируемые клетки или коллаген.

За последние несколько лет увеличилось количество коммерчески доступных моделей скинов. К ним относятся: EpiDermTM (MatTek, Ашленд, Массачусетс, США), EpiskinTM (ранее Episkin, Chaponost, Франция, теперь L’Oreal, SkinEthic, Ницца, Франция), Apligraf® (Organogenesis Inc., Массачусетс, США) и модели, разработанные SkinEthic (SkinEthic, Ницца, Франция) (Boelsma et al., 2000; Ponec, 2002; Welss et al., 2004). Поскольку эти модели используются в коммерческих целях, были проведены морфологические исследования для демонстрации соответствующего многослойного эпителия и наличия характерных эпидермальных ультраструктур и маркеров эпидермальной дифференцировки (например, кератинов, филлагрина, инволюкрина и др.) (El Ghalbzouri et al. , 2002a, b; 2008)

В редакционной статье о разработке новых эквивалентов кожи Филлипс (1998) описывает историческую эволюцию заменителей кожи.В частности, в 1975 году Rheinwald и Green описали методологию культивирования in vitro и серийного пересева эпидермальных клеток, способных продуцировать жизнеспособные листы кератиноцитов. Этот метод сыграл решающую роль в развитии технологии культивирования тканей и улучшил культивирование больших количеств кератиноцитов in vitro (Phillips, 1998). Как только кератиноциты стали размножаться в больших количествах, первым шагом для успешной эпидермальной дифференцировки стало воздействие нормальных культур кератиноцитов человека на поверхность раздела воздух-жидкость, чтобы вызвать окончательную дифференцировку, приводящую к образованию многослойной слоистой ткани, как показано в (Régnier et al., 1998; 1999).Дифференцировка кератиноцитов и последующая запрограммированная гибель клеток в конечном итоге привели к формированию самого верхнего рогового слоя в эквивалентных коже моделях, который постоянно формируется во время этого процесса ().

Препарирование модели искусственной кожи. Первым шагом является подготовка дермального эквивалента, состоящего из коллагена I типа и фибробластов. После полимеризации этого слоя происходит посев кератиноцитов (К) и меланоцитов (М). Через 24 часа после покрытия и после сокращения коллагенового геля вся эта структура передается на стальную сетку для формирования границы раздела воздух-жидкость.Через 2 недели на границе раздела происходит образование искусственной кожи. Окрашивание ОН. 40-кратное увеличение

Исследования эффективности, метаболической трансформации и потенциальных патологических эффектов огромного разнообразия продуктов для местного применения были возможны только in vitro из-за присутствия рогового слоя в реконструированном эпидермисе искусственной кожи (Boyce et al., 2002; Ponec, 2002; Ajani et al., 2007; El Ghalbzouri et al., 2008). Из соображений безопасности было разработано несколько тестов для продуктов местного применения для выявления изменений в целостности, морфологии, жизнеспособности и высвобождении провоспалительных медиаторов в этом слое (Ponec, 2002).Следует отметить, что после длительного периода культивирования (6-7 недель) эпидермис in vitro остается жизнеспособным и демонстрирует все признаки нормальной программы дифференцировки, но толщина рогового слоя постепенно увеличивается с время. Это может быть критической проблемой в некоторых тестах, поскольку постепенное утолщение рогового слоя может привести к повышению устойчивости к раздражителям окружающей среды (Ponec, 2002). Таким образом, эти модели остаются несовершенными и могут быть внутренне изменчивы.Тем не менее, несмотря на эти ограничения, они уже предоставили много информации о дермально-эпидермальных взаимодействиях, межклеточных и клеточно-матриксных взаимодействиях, реакциях дермальных и эпителиальных клеток на биологические сигналы и фармакологические агенты, а также о влиянии лекарств и факторов роста на процессы восстановления кожи (Fimiani et al., 2005).

ЗНАЧЕНИЕ МИКРООКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

I) ВКМ

Внеклеточный матрикс (ВКМ), гелеобразная среда, вырабатываемая окружающими фибробластами, является крупнейшим компонентом нормальной кожи и придает коже ее уникальные свойства эластичности и прочности на растяжение. и сжимаемость.Как дермальные фибробласты, так и эпидермальные клетки секретируют два критических класса молекул ECM, фиброзные белки и протеогликаны. Прочность, гибкость и упругость обеспечиваются волокнистыми структурными белками, включая коллагены, эластин и ламинин. В свою очередь, сильно гидратированные протеогликаны обеспечивают амортизирующую поддержку клеткам внеклеточного матрикса.

ВКМ может вносить вклад в микросреду благодаря своим механическим свойствам, обеспечивающим поддержку и закрепление клеток. ВКМ также влияет на сегрегацию тканей, а также на регуляцию внутриклеточной коммуникации через сигнальные пути и его способность связывать факторы роста, ферменты и другие диффундирующие молекулы.Взаимодействия между клетками и внеклеточным матриксом чрезвычайно важны для таких процессов, как нормальный рост и дифференцировка клеток. Например, при острых ранах временная раневая матрица, содержащая фибрин и фибронектин, обеспечивает основу для направления клеток в область повреждения, а также стимулирует их к пролиферации, дифференцировке и синтезу новых ВКМ.

Все больше исследований показывают, что важно поддерживать состав и структурную организацию внеклеточного матрикса (т.е. количество клеток в дермальном слое) для получения нормальной организации ткани кожи в 3D-моделях (Chione and Grose, 2008). Клетки нижележащего дермального слоя действуют не просто как структурный пассивный каркас, но скорее влияют на миграцию, дифференцировку, рост и прикрепление эпителия (Cooper et al., 1991; Phillips, 1998). В случае реконструкции кожи живой дермальный компонент может иметь жизненно важное значение для культивируемой кожи, и поэтому при разработке любого такого продукта необходимо тщательно продумать добавление дермального элемента.Например, композитный трансплантат (эпидермальные и дермальные элементы) имел значительные преимущества перед эпидермальным листовым трансплантатом при закрытии полнослойных ран (Cooper et al., 1991).

II) Дермальные субстраты

Существует два типа кожных субстратов, которые используются для создания реконструированного эпидермиса: (i) бесклеточные структуры, которые могут представлять собой либо инертный фильтр, либо деэпидермизированную дерму (DED), и (ii ) клеточный субстрат, состоящий из коллагенового матрикса, населенного фибробластами (Ponec et al., 1997). Было описано, что реконструированная кожа, содержащая только бесклеточный дермальный субстрат, образует многослойный многослойный эпидермис из трех-четырех жизнеспособных клеток и также должна быть дополнена различными факторами роста, включая эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста кератиноцитов (KGF) и/или инсулин. -подобный фактор роста (IGF). Однако в присутствии фибробластов стимулируется пролиферация кератиноцитов и улучшается морфология эпидермиса (El Ghalbzouri et al. 2002a,b; Wong et al., 2007) ().В реконструкции кожи показано, что жизнеспособные фибробласты увеличивают эпидермальный рост и распространение, а также усиливают образование белков базальной мембраны, тем самым улучшая прикрепление эпидермального слоя (Cooper et al., 1991).

III) Фибробласты и их клеточные взаимодействия

Другим важным моментом, который необходимо учитывать при реконструкции кожи на длительный период времени, является сокращение коллагенового матрикса в присутствии фибробластов (Bell et al., 1979). Сократимость этого матрикса зависит от количества фибробластов и временных рамок от образования дермального слоя до последующего посева кератиноцитов (El Ghalbzouri et al., 2002б). Некоторые группы пытались улучшить модель кожи, избегая сжатия коллагена, но сохраняя присутствие фибробластов. El Ghalbzouri и соавт. (2002b) использовали метод центробежного посева для включения в DED разного количества фибробластов. Они заметили, что фибробласты изначально оказывали стимулирующее действие на индуцированную пролиферацию кератиноцитов, которое уменьшалось в более поздние моменты времени в клеточной культуре. Они также показали, что взаимодействие между кератиноцитами и фибробластами индуцирует выработку фибробластами факторов роста, которые обеспечивают ключевые сигналы для индукции соответствующей эпидермальной дифференцировки.Факторы, продуцируемые фибробластами (влияющие на пролиферацию кератиноцитов как в негативном, так и в позитивном ключе), зависели от плотности фибробластов и времени культивирования (El Ghalbzouri et al., 2002b).

В попытке сохранить эпидермальный гомеостаз и увеличить срок службы кожного эквивалента, избегая усадки дермы и повышая стабильность тканей, некоторые авторы использовали другие матрицы, а не коллаген, в качестве губок или каркасов (Stark et al., 2004b и 2006; Boehnke et al. , 2007; Auxenfans et al., 2009). В системе, в которой использовался кожный эквивалент, состоящий из этерифицированного гиалуронового материала (Hyalograft-3D), колонизированного фибробластами (Stark et al., 2004b и 2006), улучшался долгосрочный рост и дифференцировка в течение как минимум 12 недель. Маркеры дифференцировки и ультраструктуры использовались для демонстрации жизнеспособности системы в таких исследованиях, как регенерация кожи (Boehnke et al., 2007) и гомеостаз (Stark et al., 2006).

Другие исследования также показали влияние плотности фибробластов на пролиферацию кератиноцитов и правильную эпидермальную пролиферацию, продемонстрировав, что фибробласты продуцируют коллаген типов IV и VII, ламинин 5 и нидоген, которые способствуют формированию базальной мембраны.Кроме того, фибробласты секретируют цитокины, такие как TGF-β (трансформирующий фактор роста бета), который стимулирует кератиноциты к синтезу компонентов базальной мембраны, включая коллаген типов IV и VII (Wong et al., 2007).

Важность роли фибробластов в дифференцировке кератиноцитов была также продемонстрирована, показывая, что фибробласты производят различные модели высвобождения цитокинов во время их дифференцировки. Более того, дифференцированные фибробласты индуцируют выработку фактора роста кератиноцитов и TGF-β1 на самых высоких уровнях (Nolte et al., 2008). Также было показано, что фибробласты из разных участков тела обладают разными функциональными свойствами, что может повлиять на их пригодность в качестве дермальных заменителей. Как указали Нолте и его коллеги в 2008 г., эти факты важно учитывать для будущих исследований на людях тканеинженерных кожных заменителей.

IV) Дополнительные клеточные компоненты

В восстановлении дермального слоя кожи важны не только фибробласты. 3D-культура может также содержать другие типы клеток, которые будут обогащать кожное микроокружение, такие как миофибробласты, эндотелиальные клетки, воспалительные клетки и адипоциты.В исследовании заживления ран использовались мезенхимальные стволовые клетки человека, посеянные вместе с дермальными фибробластами в реконструированной коже, чтобы показать, что мезенхимальные стволовые клетки человека могут способствовать процессу заживления ран (Chione and Grose, 2008).

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ МОДЕЛЕЙ КОЖИ

I) Фототипы

Сравнение клеток в монослойных культурах с реконструкциями кожи показывает, что 3D-модели могут также учитывать аспекты пигментации кожи. Меланоциты в реконструкции кожи могут присутствовать в виде одиночных клеток в базальном слое эпидермиса, что отражает распределение кожи человека (Meier et al., 2000). Кроме того, выработка меланина более активна в меланоцитах, растущих в 3D, чем в 2D (Nakazawa et al., 1998), демонстрируя аутокринные и паракринные сигнальные сети, в основном между меланоцитами и кератиноцитами, межклеточными взаимодействиями в коже (Costin and Hearing, 2007). .

Меланоциты, однако, не были включены в стандартные кожные трансплантаты. В этих случаях даже после успешной трансплантации кожные трансплантаты остаются депигментированными и, таким образом, представляют собой эстетическую дилемму (Balasubramani et al., 2001; Бойс и Уорден, 2002 г .; Лю и др., 2007). Поскольку пигментация кожи является результатом не только синтеза меланина меланоцитами, но и переноса меланосом на соседние кератиноциты, крайне важно, чтобы меланоциты устанавливали правильные взаимодействия с окружающими кератиноцитами (Fitzpatrick and Szabo, 1959; Nakazawa et al., 1998; Régnier et al.). и др., 1999; Карио-Андре и др., 2006).

Еще предстоит обсудить один факт: пигментация эпидермиса зависит от фототипа меланоцитов.В исходных условиях индивидуальная пигментация кожи варьирует в зависимости от фототипа меланоцитов, регулируемого главным образом рецептором меланокортина-1 (MCIR), который остается основным фактором, определяющим фенотип пигментации кожи (Rees, 2003). Ген MC1R кодирует семитрансмембранный рецептор, связанный с G-белком, который регулирует количество и качество меланина, продуцируемого посредством активации аденилциклазы и продукции циклического АМФ (Mountjoy et al., 1992). Активация этих путей передачи сигнала в конечном итоге приводит к активации различных генов, в первую очередь фактора транскрипции микрофтальмии ( MITF ), ответственного за экспрессию многочисленных ферментов и факторов дифференцировки меланогенного каскада (Levy et al, 2006), а также как выживаемость мигрирующих меланобластов (Steingrímsson et al., 2004).

Различные фототипы кожи (типы I–VI) могут быть в некоторой степени воспроизведены in vitro путем выбора донора для выделения меланоцитов. Меланоциты, происходящие от темнопигментированного человека, обычно дают реконструированный эпидермис, фенотипически пигментированный, независимо от происхождения кератиноцитов. По этой причине использование меланоцитов не только в кожных трансплантатах для клинических применений, но и модуляцию меланогенеза пропигментирующими или депигментирующими агентами все еще необходимо принимать во внимание (Régnier et al., 1999; Карио-Андре и др., 2006). Кроме того, использование эквивалентов пигментированной кожи было принято для лучшего понимания врожденных нарушений гиперпигментации (Okazaki et al, 2005).

Cario-André et al. (2006) показали, что также может иметь место дермальная модуляция пигментации эпидермиса человека. Реконструкции эпидермиса из фототипов II–III были пересажены на спину иммунотолерантных мышей Swiss nu/nu, и в зависимости от присутствия колонизирующих фибробластов человека или мыши у них развивался неравномерный рисунок пигментации.Они также продемонстрировали, что, когда кожа человека белой европеоидной расщепленной толщины была ксенотрансплантирована на ту же самую линию мышей, она фенотипически казалась черной в течение 3 месяцев, обнаруживая паттерн распределения меланина фототипа VI. Это показывает, что на пролиферацию меланоцитов и распределение/деградацию меланина действительно может влиять секреция фибробластов и бесклеточная кожная соединительная ткань (Cario-André et al., 2006).

II) Иммортализованные клеточные линии по сравнению с первичными клетками в искусственной коже

Первичные клетки позволяют оценить различия в созревании эпителия в зависимости от фототипа донора и анатомического расположения исходной ткани.Однако первичные клетки имеют ограниченный срок службы и не могут быть расширены до больших количеств, которые могут потребоваться для создания множества реконструкций, необходимых для статистического анализа. Иммортализованные клеточные линии могут затем улучшить воспроизводимость и согласованность моделей кожи, уменьшая внутри- и межлабораторные вариации. Таким образом, установленные линии могут обеспечить жесткие процедуры регулирования для биологических и клинических исследований, а также для промышленного применения (Boelsma et al., 1998, Stark et al., 2004a).

Линия спонтанно иммортализованных кератиноцитов человека, HaCaT, является одной из наиболее часто используемых клеточных линий кератиноцитов из-за ее высокосохраненной способности к дифференцировке. Клетки HaCaT способны образовывать дифференцированный, упорядоченный, структурированный и функциональный эпидермис при трансплантации в подкожную ткань бестимусных мышей (Boelsma et al., 1998; Schoop et al., 1999; Ponec, 2002). Эти клетки HaCaT, выращенные на границе раздела воздух-жидкость, первоначально развивают многослойный эпителий. Однако в ходе культивирования становятся очевидными заметные изменения в архитектуре ткани с нарушением ее организации, включая наличие округлых клеток с ядрами аномальной формы (Boelsma et al., 1998; Шуп и др., 1999; Старк и др., 2004а).

Хотя многие исследования используют клетки HaCaT в процедурах реконструкции кожи, многие исследования показывают, что клетки HaCaT имеют ограниченную способность к продукции организованного зрелого ороговевшего эпителия (Boelsma et al., 1998). Несмотря на этот факт, этот реконструированный эпидермис часто считается функциональным и используется в качестве модели для выяснения молекулярных механизмов, регулирующих рост и дифференцировку кератиноцитов, что делает его популярным для использования в фармакотоксикологических исследованиях (Schoop et al., 1999; Старк и др., 2004а). Тем не менее, невозможность образования рогового слоя следует учитывать, когда основное внимание уделяется косметологическим применениям.

III) Иммунная система: Как восстановить эту реакцию

in vitro ?

Другим важным элементом, который следует учитывать в моделях, эквивалентных коже, является отсутствие клеток иммунной системы. Кроме кератиноцитов супрабазальные слои кожи человека содержат также клетки Лангерганса (ЛК) в количестве примерно 30 000 клеток/см 2 .Эти клетки соответствуют CD34+ дендритным клеткам гемопоэтического происхождения, демонстрирующим гранулы Биркбека и поверхностные антигены CD1a (Régnier et al., 1997; Facy et al., 2004). LC-клетки отвечают за функции иммунной системы в коже, захватывая низкомолекулярные аллергены, которые связываются с кожей для возможного процессинга антигенов и рекрутирования Т-клеток. Аллерген-индуцированные цитокины эпидермиса, такие как TNF-α и IL-1b, участвуют в миграции этих клеток Лангерганса, которые при стимуляции представляют поверхностные маркеры CD86 (Facy et al., 2004; Тизнадо-Ороско и Ореа-Солано, 2004).

Однако интеграция LC в модели in vitro остается проблемой, поскольку эти клетки, в отличие от кератиноцитов и меланоцитов, нельзя пересевать и размножать in vitro (Régnier et al., 1998, 1999). Реконструкция кожи, состоящая из дермального и эпидермального слоев, содержащих не только кератиноциты, но и компоненты пигментированной и иммунной систем, могла бы стать отличной моделью для доступа не только к механизмам эпидермальных и дермальных межклеточных взаимодействий, но и к роли каждого типа клеток. в кожном иммунном ответе (Régnier et al., 1998).

В 1998 г. Régnier и соавторы продемонстрировали, что in vitro продуцирует дендритные клетки/клетки Лангерганса из гемопоэтических клеток-предшественников CD34+, посеянных в реконструированный эпидермис, что дает резидентные дендритные эпидермальные LC, экспрессирующие MHC класса II и антигены CD1a, также содержащие характерные гранулы Бирбека. . Другая особенность, наблюдаемая с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии, выявила клеточную морфологию, идентичную наблюдаемой для LC in vivo. Интересно, что они также наблюдали, что очищенные гемопоэтические клетки-предшественники CD34+, не подвергавшиеся воздействию таких факторов, как GM-CSF (гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор) и TNF-α, были высеяны непосредственно вместе с кератиноцитами и меланоцитами на кожный эквивалент, кератиноциты были способны индуцировать созревание этих гемопоэтических предшественников в эпидермальные LC (Régnier et al., 1998).

Facy и соавторы (2004) предположили, что в полностью реконструированном эпидермисе, подобно Ренье и соавторам (1998), реактивность клеток Лангерганса, дендритных клеток, происходящих от CD-34+, сравнима с реактивностью в естественных условиях . Авторы также обращают внимание на тот факт, что эта полная модель потенциально может быть произведена на промышленном уровне и, возможно, может быть альтернативной моделью для оценки сенсибилизирующего потенциала новых химических веществ. Facy и соавторы (2004) указали на важность изучения биологии клеток Лангерганса in vitro .

ПРИМЕНЕНИЕ

I) Альтернативы испытаниям на животных и правилам

Одной из основных проблем при производстве и использовании новых химических реагентов, которые должны наноситься на кожу, является информация об их способности вызывать острое раздражение кожи при контакте. Поэтому были установлены новые процедуры безопасного обращения, упаковки и транспортировки, а также общей оценки безопасности этих реагентов (Fentem et al., 2001; Ponec, 2002). Эти реагенты часто оценивают на предмет их раздражающего потенциала путем применения к животным с последующим наблюдением за видимыми изменениями, включая эритему и отек.Однако тестирование на раздражение кожи у животных не всегда позволяет предсказать реакцию человека. Кроме того, эти тесты на раздражительность могут вызывать у экспериментальных животных боль и дискомфорт (Boelsma et al., 1998; Ponec, 2002; Welss et al., 2004).

Европейская косметическая ассоциация (COLIPA) стремится заменить тестирование на животных, а также улучшить прогнозирование раздражителей в косметической и туалетной промышленности без ущерба для безопасности человека или защиты окружающей среды (de Silva, 2002; Wess et al., 2004). В 1992 году COLIPA координировала усилия косметической промышленности по разработке методов, альтернативных испытаниям на животных для оценки безопасности косметики, и поэтому создала Руководящий комитет по альтернативам испытаниям на животных (SCAAT) (de Silva, 2002). В 1994 году Европейский центр валидации альтернативных методов (ECVAM) организовал семинар по потенциальному использованию неинвазивных методов в оценке безопасности косметических продуктов, а COLIPA создала специальную рабочую группу для разработки руководств, отражающих протоколы. и практики промышленности (Boelsma et al., 2000; Фентем и др., 2001; де Сильва, 2002 г.; Уэлсс и др., 2004).

Реконструкция кожи в настоящее время используется в качестве альтернативы испытаниям на животных для оценки раздражения, коррозионной активности, фототоксичности и генотоксичности различных реагентов (Welss et al., 2004; Curren et al., 2006; Hu et al., 2009). Эти реконструкции предпочтительнее монослойных культур кератиноцитов по многим причинам, включая возможность тестировать соединения с низкой растворимостью в воде, а также тот факт, что концентрации, вызывающие раздражающие реакции в монослойных культурах клеток кератиноцитов, сильно отличаются от in vivo . .Кроме того, обычно полученные из монослойных клеточных тестов трудно коррелировать с ситуацией in vivo (de Silva, 2002; Welss et al., 2004; MacNeil, 2007). Чрескожное всасывание, которое не может быть должным образом оценено в условиях монослоя, является еще одним важным фактором при рассмотрении оценки безопасности косметических ингредиентов, поскольку от этого зависит предел безопасности исследуемых ингредиентов (de Silva, 2002).

После того, как реконструкция кожи появилась в качестве альтернативного метода испытаниям на животных, различные компании предоставили восстановленные эквиваленты эпидермиса человека in vitro, и число дистрибьюторов постоянно растет.

В 1999 и 2000 годах ECVAM провела валидационное исследование пяти тестов in vitro на острое раздражение кожи. В этом исследовании были специально рассмотрены аспекты: уточнения протокола (фаза I), передачи протокола (фаза II) и производительности протокола (фаза III) в соответствии со схемой, определенной ECVAM (Fentem et al., 2001; Portes et al., 2002; Ботам, 2004). Результаты показали приемлемую внутрилабораторную воспроизводимость. Однако вызывала озабоченность межлабораторная воспроизводимость, а прогностическая способность всех методов также была недостаточной.Одним из объяснений недостаточной воспроизводимости и ложноположительных результатов является обычное формирование несовершенной барьерной функции в реконструированном эпидермисе. Кроме того, использование различных экспериментальных протоколов, различающихся концентрациями применяемых раздражителей, временем воздействия и временем инкубации, затрудняло создание стандартизированного протокола для оценки раздражения in vitro (Welss et al., 2004). Уточнения и улучшения протокола в 2007 году позволили ECVAM утвердить две модели реконструкции кожи для использования в качестве альтернативных методов в тестах на раздражение кожи (Fentem et al., 2001; Фентем и Ботам, 2002 г.; Портес и др., 2002 г.; Ботам, 2004 г.; Хоффман и др., 2008).

Также в стадии реализации находятся многообещающие новые возможности использования 3D-моделей кожи человека для оценки генотоксичности соединений и составов для местного применения. Curren и соавторы (2006) разработали микроядерный анализ с использованием модели кожи человека EpiDerm 3D, которая в настоящее время находится в процессе проверки (Hu et al., 2009).

II) Модель фотостарения: эффект УФ-излучения

Воздействие солнца вызывает различные вредные кожные эффекты, приводящие к краткосрочным реакциям, таким как эритема, солнечные ожоги и загар.Долгосрочные последствия включают рак кожи и преждевременное фотостарение (Бернерд и Асселино, 1998; Бернерд и др., 2000). Солнечный УФ-свет, достигающий Земли, представляет собой комбинацию длин волн УФ-В (290–320 нм) и УФ-А (320–400 нм). Хотя облучению УФ-В уделяется больше внимания, в настоящее время все больше исследований подчеркивают вредное воздействие УФ-А (Бернерд и Асселино, 1998; Бернерд и Асселино, 2008). Однако по этическим причинам экспериментальные анализы хронического УФ-облучения представляют собой проблему для людей.

Обычные однослойные культуры не воспроизводят точных физиологических условий для изучения воздействия УФ-излучения (Бернерд и Асселино, 1998; 2008). Вместо этого полная трехмерная модель кожи, состоящая из дермального и эпидермального эквивалентных слоев, может быть подходящей для определения специфических биологических эффектов, вызванных облучением УФБ и УФА (Бернерд и Асселино, 1998; Бернерд и др., 2000). Поскольку реконструированная модель кожи способна различать роговые слои эпидермиса, можно выполнять местное нанесение соединений или солнцезащитных средств на кожу, имитируя более реалистичную ситуацию (Bernerd et al., 2000). Для надлежащего исследования УФ-облучения в отношении солнцезащитных средств местного применения использование пигментированного реконструированного эпидермиса, содержащего меланоциты, имеет решающее значение для этих экспериментов по изучению воздействия УФ на фотостарение (Nakazawa et al., 1998; Régnier et al., 1999).

Фактор защиты от солнца (SPF), который соответствует предотвращению эритемы, является одной из первых характеристик для оценки защиты от солнца. Через 24 часа воздействия УФ-В в эпидермисе образуются типичные клетки солнечного ожога (SBC), что соответствует клиническому проявлению эритемы.SBC соответствуют апоптотическим кератиноцитам, что позволяет элиминировать эти клетки, сильно поврежденные УФ-излучением. Оценка эритемы ранее не была доступным параметром in vitro , но теперь можно получить доступ к эффективности солнцезащитного крема в реконструированной коже in vitro путем наблюдения и подсчета SBC, индуцированного УФ-В (Bernerd et al., 2000).

Использование модели полной реконструкции кожи в УФ-исследованиях имеет важное значение, поскольку основной мишенью для кожи УФ-В является эпидермис, а воздействие УФ-А в основном воздействует на дерму.UVB вызывает значительные изменения в процессах дифференцировки кератиноцитов, тогда как UVA индуцирует апоптоз в фибробластах, расположенных в поверхностной области дермального эквивалента (Bernerd and Asselineau, 1998; 2008).

Проникновение в кожу является ключевым моментом при оценке потенциального солнцезащитного крема для кожи. Способность этих соединений проникать в кожу будет зависеть от времени и концентрации, необходимых для достижения желаемого целевого участка. Роговой слой является основным барьером феномена проникновения через кожу, и эффективность проникновения через этот барьер зависит от конкретных процессов (Ponec, 2002).

Реконструкции кожи также являются эффективной моделью не только для тестирования SFP солнцезащитного крема, но и для изучения модификаций клеток и ECM, вызванных фотостарением. Фотостареющая кожа содержит печально известные изменения, наблюдаемые в самом верхнем отделе эпидермиса, а также в более глубоких отделах дермы кожи, такие как деградация соединительной ткани, снижение содержания коллагена и накопление аномальной эластичной ткани, характеризующей солнечный эластоз (Bernerd and Asselineau, 1998). ; Бернерд и др., 2000). Более того, фотостарение связано с появлением конечных продуктов гликирования (AGE). КПГ представляют собой новые остатки, созданные сшитыми образованиями, образующимися в результате неферментативной реакции гликирования во внеклеточном матриксе дермы. В настоящее время КПГ указываются как один из факторов, ответственных за потерю эластичности и других свойств дермы в процессе старения (Pageon and Asselineau, 2005). В исследовании, в котором сравнивались гистологические результаты, полученные в реконструированной коже, содержащей нативный коллаген и коллаген, модифицированный гликированием, не наблюдалось существенных различий в морфологической структуре, за исключением уменьшения толщины дермы в гликированном образце.Авторы также пришли к выводу, что эта система является многообещающей моделью для наблюдения эффектов старения на элементы ВКМ и может предоставить инструмент для оценки эффективности ингибиторов КПГ (Pageon and Asselineau, 2005).

Другие исследования, связанные со старением, ECM и оценкой новых молекул, также используют реконструкции кожи в качестве модели исследования. Sok et al., 2008, показали, что производное C-ксилопиранозида, C-β-D-ксилопиранозид-2-гидроксипропан (C-ксилозид), индуцирует неосинтез белков матрикса, таких как гликозаминогликаны и гепарансульфатпротеогликаны, и также восстанавливал целостность дермально-эпидермальных соединений, что свидетельствует о благотворном влиянии на стареющую кожу (Sok et al., 2008).

III) Применение в фармакологии

В области фармакологии открытие лекарств обычно зависит от прогностической способности клеточных анализов (Mazzoleni et al., 2009). Чаще всего эффективность противораковых препаратов тестируют на 2D-монослойных клетках, культивируемых на чашках на начальном этапе разработки и открытия лекарств. Однако при тестировании этих препаратов in vivo наблюдаются огромные различия. Это различие между in vitro и in vivo может быть результатом различных рецепторов клеточной поверхности, кинетики пролиферации, компонентов ECM, клеточной плотности и метаболических функций клеток, поддерживаемых 2D (Horning et al., 2008).

Как упоминалось выше, фармакологическое проникновение является важным ограничением для фармакологических соединений, которые должны проникать в глубокие слои кожи (Régnier et al., 1993; Godin and Toitou, 2007). Кожа с трупов ранее использовалась в исследованиях переноса лекарств, но ограничения в доступности и большие различия между образцами в настоящее время увеличили потенциал применения моделей реконструкции кожи (Pasonen-Seppänen et al., 2001). 3D-модель имеет характеристики проницаемости и метаболической активности, напоминающие нативную кожу.Это имеет решающее значение, поскольку метаболическая активность может влиять на проницаемость некоторых лекарств и их потенциал для исследования раздражения, токсичности и дифференцировки кератиноцитов (Régnier et al., 1993; Pasonen-Seppanen et al., 2001; Godin and Toitou, 2007).

Одной из проблем, связанных с моделью реконструкции кожи, является ее дефицит в придатках кожи, включая сально-волосяные единицы, волосяные фолликулы и потовые железы. По этим причинам эта модель обеспечивает гораздо более низкие барьерные свойства, чем цельная кожа.Следовательно, несмотря на то, что модель реконструкции кожи превосходит модель монослоя, кинетические параметры проникновения через кожу, полученные в этих исследованиях, все равно следует считать завышенными по сравнению с потоком через кожу человека (Godin and Toitou, 2007).

IV) Рак кожи

Рак представляет собой гетерогенное заболевание, возникновение и развитие которого строго регулируется межклеточными взаимодействиями и межклеточными взаимодействиями. По этим причинам использование трехмерных культуральных моделей в исследованиях, касающихся биологии опухолей, неуклонно растет (Chione and Grose, 2008).

При инвазивном раке кожи, таком как меланома, реконструкция кожи очень удобна для моделирования не только роста и развития клеток меланомы в трехмерном микроокружении, но и для изучения связи между клетками меланомы и окружающими эпидермальными кератиноцитами и дермальными фибробластами (Berking and Herlyn, 2001; Smalley et al., 2006). Искусственная кожа позволила показать, что окружающие фибробласты рекрутируются первичной меланомой и обеспечивают сигналы выживания в виде измененного отложения ВКМ и факторов роста, а также стимулируют выработку матриксных металлопротеиназ, способствуя инвазии опухолевых клеток (Haass et al., 2005; Смолли и др., 2006). Фернандес и его коллеги (2006) использовали искусственную кожу человека для проверки эффективности бортезомиба, противоопухолевого препарата, действующего на протеасомы, на трехмерной модели. Yu и соавторы (2009) оценили роль мутации BRAF и инактивации p53 во время трансформации субпопуляции первичных меланоцитов человека, наблюдая за образованием пигментных поражений, напоминающих меланому in situ, в искусственных реконструкциях кожи. Кроме того, искусственная кожа использовалась для проверки терапевтического потенциала онколитических аденовирусов в меланоцитарных клетках.Органотипические трехмерные культуральные модели также используются для различных типов опухолей, включая рак молочной железы, предстательной железы и яичников (Chione and Grose, 2008).

Модели кожи также служат для генетического и функционального анализа ранних стадий развития опухоли. Нормальные меланоциты в этой модели оставались одиночно распределенными на базальной мембране. В радиальной фазе роста меланомы наблюдались пролиферация и миграция раковых клеток в дермальной реконструкции и онкогенность in vivo , когда клетки трансдуцировали основным геном фактора роста фибробластов.В фазе вертикального роста клетки были способны внедряться в дерму, и формировалась базальная мембрана неправильной формы. Что касается метастатической меланомы, клетки быстро пролиферировали и агрессивно внедрялись глубоко в дерму по характеру роста, чрезвычайно сходному с таковым in vivo (Meier et al., 2000).

Эти культуры кожи представляют собой превосходные модели для оценки взаимодействий меланомы и кератиноцитов (Hsu et al., 2000), а также для изучения поражений, вызванных кератиноцитами.

Исследование характеризовало миграционный характер клеточной линии плоскоклеточной карциномы (HaCaT-II-4) при подавлении экспрессии E-кадгерина.Авторы смогли показать, что потеря клеточной адгезии делает возможной миграцию одиночных внутриэпителиальных опухолевых клеток между нормальными кератиноцитами, что необходимо для первоначальной стромальной инвазии (Alt-Holland et al., 2008). Boccardo et al. (2004) использовали органотипические культуры кератиноцитов человека для оценки эффектов TNF-альфа в клетках, экспрессирующих онкогены HPV-8. Другой пример использования органотипической культуры в других моделях эпителиальных опухолей описан Хоскинсом и его коллегами (2009), которые изучали анемию Фанкони (ФА).Они описали рост и молекулярные свойства рака, ассоциированного с FA (FANCA) с дефицитом, по сравнению с FANCA-скорректированными иммортализованными кератиноцитами HPV E6/E7 в монослойной и органотипической культуре эпителиальных рафтов (Hoskins et al., 2009).

V) Кожные заболевания и клиническое применение

Реконструкции кожи в настоящее время проходят испытания и используются в клиниках для лечения нескольких кожных патологий. Заболевания, при которых может помочь разработка эквивалентов кожи человека, включают псориаз (Konstantinova et al., 1996; Баркер и др., 2004 г.; Газель и др., 2006; Tjabringa et al., 2008), витилиго (Bessou et al., 1997; Cario-André et al., 2007), келоиды (Chiu et al., 2005; Butler et al., 2008), невус (Gontier et al. , 2002; 2004) и генодерматозов, таких как Xeroderma Pigmentosum (Bernerd et al., 2001; Ergün et al., 2002; Bergoglio et al., 2008, Herlin et al., 2009) и буллезный эпидермолиз (Ferrari et al., 2006; Мавилио и др., 2006; Вонг и др., 2007; Де Лука и др., 2009).

Что касается клинического применения, лучшей временной заменой кожи при полнослойных ожогах, учитывая структуру и функцию, является аллотрансплантат трупной кожи (Phillips, 1998; Hansen et al., 2001; Вонг и др., 2007). Однако трудности, связанные с обработкой и транспортировкой материала, а также возможный риск передачи заболевания ограничили доступность и использование этой модели (Phillips, 1998; Hansen et al., 2001; Wong et al., 2007). Таким образом, использование расщепленных кожных трансплантатов или культивированных эпидермальных трансплантатов в клинических процедурах в последние несколько лет быстро растет (Phillips, 1998; Wong et al., 2007).

В то время как основное использование гомологичных кожных трансплантатов, реконструкций или родственных биопродуктов традиционно было при лечении тяжелых ожогов и кожных заболеваний, недавно появились различные новые клинические и экспериментальные подходы, в которых этот тип заменителя кожи может быть полезен.Основные новые клинические показания для кожных аллотрансплантатов включают: потерю кожи, хирургические раны и генодерматозы (Bernerd et al., 2001; Ergün et al., 2002; Ferrari et al., 2006; Wong et al., 2007; Fimiani et al., 2005; Херлин и др., 2009; Де Лука и др., 2009).

Два ключевых фактора были важны для использования заменителей кожи в клинических применениях: способность выращивать кератиноциты in vitro и ширящаяся практика раннего иссечения раны у пациентов с обширными ожогами (Cooper et al., 1991).

Заменители кожи человека в настоящее время имеются в продаже у разных компаний с различным составом; однако они представляют ряд проблем в отношении доклинической оценки безопасности. В частности, для клинического использования компании должны продемонстрировать, что кожные трансплантаты не несут патогенов, что они не обладают иммуногенностью, что они демонстрируют нормальные физиологические функции и что они не обладают канцерогенным потенциалом (Nemecek and Dayan, 1999).

Консультация мануального терапевта: искусственная кожа

Отвечаем на ваши вопросы об искусственной коже.

У моей подруги был сильный ожог руки. Она упомянула, что врач использовал искусственную кожу на ее руке. Что такое искусственная кожа?

Искусственная кожа — это термин, используемый для описания группы продуктов, используемых для лечения ожогов и других ран. Кожа – самый большой орган в нашем теле. Вы можете думать об этом как о крепости. Его главная цель — обеспечить защиту структур внутри нашего тела, а также поддерживать температуру нашего тела. Ожог или рана — это дыра в этой крепости, которая делает нас восприимчивыми к инфекциям или потере важных жидкостей.Наша кожа обладает замечательной способностью к самовосстановлению, но иногда травма может охватывать настолько большую область, что организм не может зажить достаточно быстро, чтобы предотвратить осложнения. Иногда эти раны могут быть покрыты кожными трансплантатами из других частей тела. Однако это может быть болезненно, и, если область очень велика, трансплантация кожи может оказаться невозможной. Искусственная кожа может быть одним из способов покрытия этих областей.

Из чего они сделаны и как работают?

Существует несколько различных типов искусственной кожи, но все они созданы для замены одного или нескольких слоев кожи.Искусственная кожа производится путем биоинженерии различных типов клеток кожи. Некоторые из них изготавливаются с использованием собственных клеток кожи пациента, тканей донорских трупов, клеток тканей животных или их комбинации. То, как они работают, зависит от функции кожи, которую они пытаются заменить. Одним из примеров является продукт из искусственной кожи, который работает как «эшафот», где простыня покрывает рану и создает ложе, по которому могут расти собственные клетки кожи пациента. Другой тип можно распылить на рану, чтобы создать каркас.Для этого по-прежнему потребуется кожный трансплантат, но теперь можно использовать гораздо меньший и более тонкий трансплантат. Новые исследования направлены на создание искусственной кожи, которая воспроизводит все слои кожи, устраняя необходимость в пересадке кожи. Хирург тщательно осматривает ожог или рану, чтобы определить, какой вариант будет наиболее подходящим.

Моя подруга упомянула, что посещала мануального терапевта. Что мануальный терапевт может сделать для пациента с искусственной кожей?

Вначале мануальный терапевт может помочь с уходом за раной после операции.У них есть специальная подготовка в отношении того, какие виды повязок и бинтов необходимы, как защитить рану и искусственную кожу, и они могут сделать ортез, который защитит область во время заживления. После того, как искусственная кожа выполнила свою работу и рана пациента была закрыта, мануальному терапевту может потребоваться помощь в лечении образовавшегося рубца и помочь пациенту восстановить движение и функции в пораженной части тела.

Для получения дополнительной информации о мануальных терапевтах и ​​о том, как они могут помочь вам с этими и другими типами заболеваний, посетите: https://www.asht.org/patients

Если вы хотите найти мануального терапевта в вашем районе, посетите: https://www.asht.org/find-a-therapist


Kimberly Masker, OTD, OTR/L , CHT, является сертифицированным мануальным терапевтом, членом Американского общества мануальных терапевтов и аффилированным членом Американского общества хирургии кисти.

Целебное использование искусственной кожи

Искусственная кожа — это заменитель человеческой кожи, произведенный в лаборатории и обычно используемый для лечения тяжелых ожогов.

Различные типы искусственной кожи различаются по своей сложности, но все они предназначены для имитации хотя бы некоторых основных функций кожи, включая защиту от влаги и инфекций и регулирование температуры тела.

Как работает искусственная кожа

Кожа в основном состоит из двух слоев: самый верхний слой, эпидермис , который служит барьером от окружающей среды; и дерма , слой под эпидермисом, который составляет примерно 90 процентов кожи.Дерма также содержит белки коллаген и эластин, которые помогают придать коже ее механическую структуру и гибкость.

Искусственная кожа работает, потому что она закрывает раны, что предотвращает бактериальную инфекцию и потерю воды, а также способствует заживлению поврежденной кожи.

Например, широко используемая искусственная кожа Integra состоит из «эпидермиса», сделанного из силикона и предотвращающего бактериальную инфекцию и потерю воды, и «дермы», основанной на бычьем коллагене и гликозаминогликане.

«Кожа» Integra функционирует как внеклеточный матрикс — структурная опора, находящаяся между клетками, которая помогает регулировать поведение клеток, — которая вызывает образование новой дермы, способствуя росту клеток и синтезу коллагена. «Кожа» Integra также биоразлагаема, поглощается и заменяется новой дермой. Через несколько недель врачи заменяют силиконовый «эпидермис» тонким слоем эпидермиса с другой части тела пациента.

Использование искусственной кожи

  • Лечение ожогов:  Искусственная кожа обычно используется для лечения ожоговых травм, особенно если у пациента недостаточно здоровой кожи, которую можно было бы пересадить на рану.В таких случаях организм не может генерировать клетки кожи достаточно быстро для заживления поврежденной кожи, и травма пациента может привести к летальному исходу из-за значительной потери жидкости и инфекции. Таким образом, искусственную кожу можно использовать для немедленного закрытия раны и повышения выживаемости.
  • Лечение кожных заболеваний: Некоторые продукты искусственной кожи, такие как Apligraf, использовались для лечения хронических ран на коже, таких как язвы, которые представляют собой открытые раны, которые заживают очень медленно. Они также могут быть применены к кожным заболеваниям, таким как экзема и псориаз, которые часто охватывают большую часть тела, и могут быть полезны искусственные шкуры, наполненные лекарствами, которые можно легко обернуть вокруг пораженного участка.
  • Исследования в области потребительских товаров и медицины:  Помимо использования в клинических условиях, искусственная кожа также может использоваться для моделирования кожи человека в исследованиях. Например, искусственная кожа используется в качестве альтернативы испытаниям на животных, которые часто используются для оценки того, как косметический или медицинский продукт влияет на кожу. Однако это тестирование может вызвать боль и дискомфорт у животных и не обязательно позволяет предсказать реакцию кожи человека. Некоторые компании, такие как L’Oréal, уже использовали искусственную кожу для тестирования многих химических ингредиентов и продуктов.
  • Искусственная кожа может также имитировать кожу для других исследовательских целей, в том числе изучения воздействия на кожу УФ-облучения и переноса химических веществ в солнцезащитных кремах и лекарствах через кожу.

Типы искусственной кожи

Искусственная кожа имитирует либо эпидермис, либо дерму, либо и эпидермис, и дерму при «полнослойной» замене кожи.

Некоторые продукты основаны на биологических материалах, таких как коллаген, или биоразлагаемых материалах, не встречающихся в организме.Эти скины также могут включать небиологический материал в качестве другого компонента, например, силиконовый эпидермис Integra.

Искусственная кожа также была получена путем выращивания листов кожи из живых клеток кожи, взятых у пациентов или других людей. Одним из основных источников является крайняя плоть новорожденных, взятая после обрезания. Такие клетки часто не стимулируют иммунную систему организма — свойство, которое позволяет плоду развиваться в утробе матери без отторжения — и, следовательно, с гораздо меньшей вероятностью будут отторгнуты организмом пациента.

Чем искусственная кожа отличается от кожных трансплантатов

Искусственную кожу следует отличать от пересадки кожи, которая представляет собой операцию, при которой здоровая кожа удаляется у донора и прикрепляется к области раны. Донором предпочтительно является сам пациент, но он также может быть получен от других людей, включая трупы, или от животных, таких как свиньи.

Однако искусственная кожа также «прививается» на рану во время лечения.

Улучшение искусственной кожи для будущего

Хотя искусственная кожа принесла пользу многим людям, можно устранить ряд недостатков.Например, искусственная кожа стоит дорого, поскольку процесс ее изготовления сложен и требует много времени. Кроме того, искусственная кожа, как и листы, выращенные из клеток кожи, также может быть более хрупкой, чем их натуральные аналоги.

Однако по мере того, как исследователи продолжают улучшать эти и другие аспекты, разработанные скины будут продолжать помогать спасать жизни.

Каталожные номера

  • Брохэм, К., да Силва Кардил, Л., Тьяго, М., Соенгас М., де Мораес Баррос С., Мария-Энглер С. «Искусственная кожа в перспективе: концепции и приложения». Исследование пигментных клеток и меланомы , 2011, vol. 24, нет. 1, стр. 35-50, doi: doi: 10.1111/j.1755-148X.2010.00786.x.
  • Компании производят человеческую кожу в лабораториях, чтобы обуздать испытания продуктов на животных, Боб Вудс, CNBC.
  • Купер Г. «Клеточные стенки и внеклеточный матрикс». В Клетка: Молекулярный подход. 2-е издание , 2000 г., Сандерленд, Массачусетс, Sinauer Associates.
  • Халим А., Ху Т. и Юссоф С. «Биологические и синтетические заменители кожи: обзор». Индийский журнал пластической хирургии , 2010, том. 43, стр. S23-S28, doi: 10.4103/0970-0358.70712.
  • Шаблон для регенерации кожи Integra.
  • Джонс И., Карри Л. и Мартин Р. «Руководство по биологическим заменителям кожи». Британский журнал пластической хирургии , 2002, том. 55, стр. 185-193, doi: 10.1054/hips.2002.3800.
  • Шульц Дж., Томпкинс Р. и Берк Дж. «Искусственная кожа». Ежегодный медицинский обзор , 2000 г., том. 51, стр. 231-244, doi: 10.1146/annurev.med.51.1.231.
  • «Вторая кожа» наносится на кожу, чтобы разгладить морщины, Айк Светлиц, STAT.
  • Томпкинс Р. и Берк Дж. «Прогресс в лечении ожогов и использование искусственной кожи». Всемирный журнал хирургии , том. 14, нет. 6, стр. 819-824, doi: 10.1007/BF01670529.
  • Варки, М., Дин, Дж., и Треджет, Э. «Достижения в области заменителей кожи — потенциал тканевой инженерии кожи для облегчения антифиброзного заживления». Journal of Functional Biomaterials , 2015, vol. 6, стр. 547-563, doi:10.3390/jfb6030547.
  • Zhang Z. и Michniak-Kohn B. «Тканевые инженерные эквиваленты кожи человека». Фармацевтика , 2012, вып. 4, стр. 26-41, doi:10.3390/pharmaceutics4010026.

Новые функции искусственной кожи такие же, как у натуральной кожи

нояб.6, 2020 Пресс-релиз Биология Медицина / Болезни

Исследователи из RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research (BDR) разработали усовершенствованный эквивалент кожи человека, который воспроизводит баланс силы тяги в поперечном направлении, свойство, которое контролирует структуру и физиологические функции кожи. Эта искусственная кожа улучшит углубленный анализ физиологических функций кожи, обеспечит решение проблем с кожей, вызванных болезнями или старением, и уменьшит потребность в испытаниях на животных.

Кожа обеспечивает барьер и физическую подушку, защищающую тело от внешней среды. В дополнение к реагированию на внешние физические раздражители, такие как давление и напряжение, кожа постоянно находится в состоянии «гомеостаза напряжения», при котором клетки вблизи внешнего слоя кожи поддерживают стабильное и постоянное напряжение через волокна коллагена. Это напряжение помогает сохранить внутренние структуры сильными, но гибкими. Когда кожа срезается с организма, она сокращается в том же направлении, в котором выровнены коллагеновые волокна, текстура и линия роста волос.Хотя синтетические модели кожи были разработаны в качестве альтернативы испытаниям на животных при разработке безопасных и функциональных средств по уходу за кожей, изучение распределения напряжения в организме затруднено из-за его сложности.

В сотрудничестве с ROHTO Pharmaceutical Co., Ltd. исследовательская группа под руководством Такаши Цудзи из RIKEN BDR разработала эквивалент кожи человека (HSE), который воспроизводит баланс натяжения натуральной кожи, и исследовала роль гомеостаза натяжения в контроле состояния кожи. структура и функция.

Сначала команда экспериментировала над созданием модели кожи, воспроизводящей гомеостаз напряжения. Обычные модели кожи сжимаются в процессе создания, что устраняет напряжение, и поэтому коллаген и клетки в дерме — втором самом внешнем слое кожи — не ориентированы должным образом. Команда разработала новую модель, поместив искусственную кожу в сосуд для культивирования и зафиксировав степень сжатия. Это воспроизводило естественный гомеостаз напряжения, модель не сжималась во время культивирования, а ее структура ткани была аналогична структуре натуральной кожи с коллагеновыми волокнами и клетками, выровненными в том же латеральном направлении, что и растяжение.Кроме того, клетки дермальных фибробластов в этой модели равномерно растягиваются в латеральном направлении, что указывает на то, что воспроизведение равновесия натяжения важно для поддержания ориентации кожной ткани.

Изучая молекулярные механизмы, лежащие в основе гомеостаза кожного натяжения, команда обнаружила, что по сравнению с искусственной кожей без натяжения синтетическая кожа с равновесным натяжением имеет больше коллагеновых волокон в дерме, воспроизводит больше первичных клеток кожи и имеет большую экспрессию определенных генов. .Это означает, что гомеостаз напряжения способствует заживлению и регенерации СЭП и делает его более чувствительным к некоторым лекарствам. Исследователи предполагают, что баланс кожного натяжения регулирует функциональность кожи с помощью сигналов механического стресса.

Хотя ожидается, что рынок здравоохранения вырастет до 5,25 трлн долларов в течение 10 лет, социальные требования по сокращению использования животных, особенно в отношении продуктов по уходу за кожей и лекарств, растут. «HSE играют решающую роль в научно обоснованном уходе за кожей и исследованиях заболеваний, которые могут помочь нам сократить исследования на животных», — говорит Цудзи.«Наше исследование откроет новую область замены экспериментов на животных, основанную на научных данных в области здравоохранения и разработки лекарств. Мы считаем, что наша модель HSE внесет большой вклад в технологические разработки средств ухода за кожей следующего поколения и улучшит качество жизни».

Артикул

Кимура и др. (2020) Гомеостаз натяжения кожи на уровне тканей регулирует структуру и физиологические функции. Связь биол. doi: 10.1038/s42003-020-01365-7

Контактный телефон

Такаси Цудзи, руководитель группы
Лаборатория регенерации органов
RIKEN Центр исследований динамики биосистем

Масатака Сасабе
Отдел международных отношений RIKEN
Тел.: +81-(0)48-462-1225 / Факс: +81-(0)48-463-3687
Электронная почта: pr [at] riken.

японских долларов

Эквивалент кожи человека (HSE), воспроизводящий баланс натяжения натуральной кожи

Искусственная кожа – культивирование различных клеточных линий кожи для создания заменителя искусственной кожи на переплетенных волокнах шелка паука

Аннотация

Фон

В области пластической реконструктивной хирургии срочно требуется разработка новых инновационных матриц для восстановления кожи. Идеальный биоматериал должен способствовать прикреплению, пролиферации и росту клеток.Кроме того, он должен разлагаться в течение соответствующего периода времени без выделения вредных веществ, но не вызывать патологического иммунного ответа. Шелк Spider dragline из Nephila spp в значительной степени отвечает этим требованиям.

Методология/основные выводы

Естественный шелк паука-драглайна, собранный непосредственно из пауков Nephila spp , был соткан на стальных каркасах. Конструкции стерилизовали и засевали фибробластами. После двух недель культивирования отдельных фибробластов были добавлены кератиноциты для создания двухслойной модели кожи, состоящей из эквивалентов дермы и эпидермиса.В течение следующих трех недель конструкции в совместном культивировании поднимались на первоначально разработанную установку для культивирования на границе раздела воздух/жидкость. После периода культивирования конструкции заливали в парафин по специально разработанной программе для паучьего шелка, чтобы избежать суперконтракции. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином (H&E) для микроскопического анализа.

Заключение/значение

Натуральный шелк паука, сотканный на стальном каркасе, обеспечивает подходящую матрицу для трехмерного культивирования клеток кожи.Клеточные линии фибробластов и кератиноцитов прикрепляются к волокнам шелка пауков и размножаются. Руководствуясь волокнами паучьего шелка, они прорастают в сети и достигают слияния не более чем за одну неделю. Хорошо сбалансированное двухслойное совместное культивирование в двух непрерывно разделенных слоях может быть достигнуто за счет восстановления сыворотки, изменения условий среды и периода культивирования на границе раздела воздух/жидкость. Поэтому шелк паука представляется многообещающим биоматериалом для улучшения регенерации кожи.

Образец цитирования: Wendt H, Hillmer A, Reimers K, Kuhbier JW, Schäfer-Nolte F, Allmeling C, et al. (2011) Искусственная кожа – культивирование различных клеточных линий кожи для создания искусственного заменителя кожи на переплетенных волокнах шелка паука. ПЛОС ОДИН 6(7): е21833. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833

Редактор: Анна Мария Дельпрато, Европейский институт химии и биологии, Франция

Поступила в редакцию: 7 февраля 2011 г.; Принято: 12 июня 2011 г.; Опубликовано: 26 июля 2011 г.

Авторское право: © 2011 Wendt et al.Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания оригинального автора и источника.

Финансирование: Исследование частично финансировалось программой поддержки студентов StrucMed Ганноверской медицинской школы. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи. Для этого исследования не было получено дополнительного внешнего финансирования.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Регенерация кожи представляет собой важную задачу для пластической хирургии. Кожа не только самый большой, но и один из самых сложных органов с не менее сложными функциями. Кожа взрослого человека состоит из 2 тканевых слоев: ороговевшего, многослойного эпидермиса, обычно состоящего из кератиноцитов, образующих поверхностный барьерный слой; и дерма, которая представляет собой основную, васкуляризированную, богатую коллагеном соединительную ткань, которая обеспечивает прочность, упругость и питание эпидермиса.Преобладающей частью дермы является внеклеточный матрикс, который продуцируется фибробластами. Придатки, такие как потовые и сальные железы и волосы, пересекают оба слоя. Благодаря своим железисто-барьерным функциям кожа защищает от химических и физических воздействий окружающей среды и выполняет важные задачи в регуляции гомеостаза [1]. Дефекты кожи вызывают потерю воды, электролитов и белков и делают возможной инвазию бактерий. Как следствие, повреждения целостности или потеря больших участков кожи, т.е.грамм. вызванные ожогами, могут привести к серьезной инвалидности или даже означать опасную для жизни ситуацию. Тем не менее, оптимизация реанимации, шоковой терапии, вентиляционной поддержки и диетотерапии пациентов с обширными ожогами полной толщины и комплексное внедрение экспертных центров приводят к улучшению показателей выживаемости [2], [3]. На сегодняшний день раннее закрытие раны является одним из важнейших моментов в лечении ожогов [4]. «Золотым стандартом» закрытия ожоговых ран является применение расщепленных аутотрансплантатов, взятых из неповрежденных участков.Однако у пациентов с тяжелыми ожогами и обширными травмами недостаточно донорских участков для обеспечения достаточного количества аутотрансплантатов.

Еще одна проблема в терапевтических подходах к заживлению ран связана с хроническими ранами, такими как пролежни и язвы на ногах. Из-за увеличения среднего возраста населения также увеличиваются многие факторы риска, такие как иммобилизация в учреждениях длительного ухода и начало диабета во взрослом возрасте. Как следствие, хронические раны имеют высокую заболеваемость и огромное медицинское и экономическое значение [5].Например, в США 6,5 миллионов человек страдают от хронических ран, что приводит к предполагаемым затратам в 25 миллиардов долларов США.[6]

Таким образом, повышенная выживаемость пациентов с полнослойными ожогами, высокая частота хронических ран и других обширных травм приводят к большому спросу на донорскую кожу или искусственные заменители кожи. Было постулировано, что идеальный искусственный заменитель кожи должен быть как можно ближе к гистологическим и физиологическим функциям нативной кожи человека.Наиболее подходящим был бы искусственный заменитель кожи, который уже колонизирован в лучшем случае аутологичными клетками кожи. Он должен обладать механической стабильностью, быть биосовместимым и легко прилипать. Позже она должна подвергаться контролируемой деградации с сопоставимой скоростью по мере того, как новая ткань растет без ноксального воздействия окружающей среды. Кроме того, с ним должно быть легко обращаться и наносить его на место раны [7]. Урегулирование этих претензий в значительной степени зависит от (био) материала, который используется в качестве каркаса для тканевой инженерии.

Матрицы, обычно используемые в терапевтических целях, изготовлены из природных материалов, таких как коллаген (Apligraf) [8], [9], или из синтетических материалов, таких как полилактид-со-гликолидные полимеры (Dermagraft) [10]. Хотя были опубликованы обнадеживающие данные, эти материалы имеют плохие механические свойства in vivo и существуют опасения по поводу передачи болезней через природные материалы. Есть две ключевые проблемы: Модернизация недостатков с точки зрения низкой механической прочности и свойств деградации; и изготовление каркасов, которые имеют определенную форму и сложную пористую внутреннюю структуру, которая может направлять рост ткани [11].В настоящее время все искусственные заменители кожи, доступные для клинического применения, не соответствуют критериям полностью функциональной кожи [12] [11].

Поэтому ведутся поиски альтернативных материалов для каркасов, и в качестве потенциальных кандидатов были предложены шелка. Несмотря на многовековое использование в качестве швов или покрытий для ран, чтобы остановить кровотечение и способствовать заживлению ран [13], шелк недавно был заново открыт как полезный биоматериал для многих применений в клиническом восстановлении и в качестве каркасов для тканевой инженерии [14].Пауки могут производить различный шелк в разных шелковых железах для производства паутины, такой как паутина сфер, коконы или шелк драглайна. Шелк драглайна, страховочная веревка для пауков, Nephila spp. пауков были тщательно изучены. Он состоит из 5 слоев (от внешнего к внутреннему): липидная оболочка для защиты, гликокоут для обеспечения водного баланса, кожный слой и внешнее и внутреннее ядро, состоящее из основных белков ампулы [15]. Коровые белки, называемые спидроином 1 и 2, составляют основную часть шелкового волокна, и можно предположить, что механические свойства волокна основаны на их сложных структурных особенностях [16].

Имеются многочисленные указания на то, что шелк может быть подходящим материалом для тканевой инженерии. Шелк паука обладает превосходными механическими характеристиками, которые могут соперничать даже с искусственными высокотехнологичными волокнами: шелк паука в 5 раз прочнее кевлара, потому что он более растяжим [17], [18], а его прочность 1,1 ГПа приближается к прочности стали [17, 18]. 19]. Шелка стабильны в широком диапазоне температур до 250°C, эластичны и нерастворимы во многих органических и водных растворителях, а также в слабых кислотах и ​​основаниях [20], [21], но, тем не менее, они, по-видимому, медленно биоразлагаемы [22]. [23].

Еще одним важным фактором успеха для клинического применения является биосовместимость. Шелк паука не имеет иммуногенного серицинового покрытия, как шелк натурального шелкопряда, и предыдущие исследования Vollrath et al. показали, что Nephila spp . Шелк драглайна вызывает лишь незначительный иммуногенный ответ при подкожной имплантации свиньям [24], [25]. Кроме того, считается, что шелк паука также может обладать бактерицидными свойствами [26].

Кроме того, исследования показали, что белок шелка способствует прикреплению и росту клеток так же сильно, как и коллаген, и идеально подходит для жизнеспособности, роста и функционирования клеток [27], [28].

Многие исследовательские группы сосредотачиваются на электропрядении со значительным прогрессом. Из-за сложной и еще не полностью охарактеризованной конструкции натурального шелка разработка искусственных волокон с такими же свойствами, как у натурального шелка драглайна, по-прежнему остается сложной задачей [29], [30]. Недавно Xia et al. механические свойства волокна сравнимы с натуральным шелком драглайна. Однако из-за выдающихся характеристик шелка пауков возникает вопрос, возможно ли культивировать различные типы клеток кожи с органотипической трехмерной структурой на матрице натурального шелка паучьего драглайна.В этом исследовании мы сконструировали упрощенный двухслойный эквивалент кожи, содержащий фибробласты и кератиноциты, на тканом природном шелке драглайна.

Результаты

Рамная конструкция

Натуральный шелк паучьего драглайна можно было ткать на самодельных прямоугольных рамах, в результате чего получалась регулярная сетка с определенным размером ячеек 10–100 мкм (рис. 1). Рамки можно стерилизовать, с ними легко обращаться с помощью щипцов для клеточных культур и они совместимы с клеточными культурами[27]. Обмотав паутину вокруг рамы 0.Были созданы стальная проволока толщиной 7 мм, верхняя и нижняя сетка на расстоянии диаметра стальной проволоки. Чтобы поддержать миграцию клеток через зазор между верхней и нижней сетками, между сетками был вставлен клубок из паутины из шелка драглайна. Таким образом, дополнительные точки адгезии были даны клеткам MEF, которые теперь были способны колонизировать промежутки вдоль волокон паучьего шелка.

Рис. 1. Конструкция рамы.

Прямые проволоки из нержавеющей стали диаметром 0,7 мм были согнуты в рамы с длиной сторон 1–1,5 см и намотаны паутинным волокном (А).Шелк паука был соткан крест-накрест, чтобы достичь размера ячеек от 10 до 100 мкм (B). бар = 100 мкм.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g001

Однократное культивирование фибробластов или кератиноцитов на каркасах из паутины

Клетки

MEF или HaCat можно культивировать отдельно на каркасах в стандартных средах для культивирования клеток, описанных выше. Оба типа клеток прикреплялись к паутине и размножались. Клетки достигали слияния путем циркулярного распространения в промежутки между ячейками.По сравнению с клетками HaCat, клетки MEF мигрировали и пролиферировали быстрее, о чем свидетельствует их более раннее слияние. Исследование с помощью дневной световой микроскопии показало, что клетки MEF достигают слияния на кадрах в течение не более 5 дней, а клетки HaCat — не более чем за 7 дней (рис. 2, 3 и 4). При визуализации живых клеток клетки MEF демонстрировали особенно быструю миграцию и были способны пересекать промежутки между сетками, используя свои цитоплазматические расширения.

Рис. 2. Клетки HaCaT, культивированные только на паутине.

1 й (А) и 4 й (В) день после посева. Из углов сетки клетки распространяются в сетки и достигают слияния в течение 1 недели. бар = 100 мкм.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g002

Рис. 4. РЭМ сливающегося слоя клеток MEF на рамке с паутинным шелком.

Край сети, где волокна паучьего шелка не пересекаются друг с другом, редко заселяется, тогда как в центральной части сети можно наблюдать сливающийся клеточный слой.Срок культивирования составил 5 дней. бар = 1 мм.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g004

Культивирование рамок на границе раздела воздух-жидкость

Для получения двухслойной структуры заменителя кожи клетки добавляли в два этапа. Клетки первого типа (MEF в качестве эквивалента дермы) культивировали в среде, специфичной для MEF, до 14 дней, чтобы получить надлежащий сливающийся клеточный слой. Специальная силиконовая шкала была разработана для поднятия рамок для культивирования на границе раздела воздух/жидкость, чтобы получить эпидермальную организацию впоследствии добавленных клеток HaCaT.Для снабжения питательными веществами и эвакуации метаболитов при диффузии в центр шкалы накладывали полимерные волокна. (Рис. 5) Изменения PH, обусловленные метаболической активностью, ежедневно наблюдались по показателям, включенным в используемые среды. Используемые полимерные волокна также препятствовали прикреплению клеток HaCaT с обеих сторон каркаса.

Рисунок 5. Культивирование на границе раздела воздух-жидкость.

Каркасы из паутины, засеянные клетками MEF и HaCaT, поднимаются на силиконовые весы, заполненные полимерными волокнами.Поверхность питательных сред находится ниже высоты рамы. Среда и каркас соединены полимерными волокнами, которые обеспечивают одностороннюю подачу питательных веществ и эвакуацию метаболитов путем диффузии.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g005

Оценка долговременной культуры

Через 35 дней культивирования можно было макроскопически наблюдать сливающийся многослойный клеточный слой. Наблюдение под световым микроскопом показало, что клетки заполнили промежутки между волокнами шелка паука.

Жизнеспособность клеток MEF и HaCat при длительном совместном культивировании на каркасах из шелка паука была продемонстрирована с помощью анализа жизнеспособности клеток LIVE/DEAD и флуоресцентной микроскопии. После культивирования в течение 35 дней более 98% клеток были обнаружены как жизнеспособные. Мертвые клетки, идентифицируемые по испускаемому красному флуоресцентному сигналу гомодимера бромистого этидия, наблюдались редко. Однако исследование было затруднено, поскольку волокна шелка паука обладали высокой автофлуоресценцией (рис. 6).

Гистологический анализ

Гистологический обзор парафиновых поперечных срезов, окрашенных гематоксилином и эозином, без клубка паучьего шелка в промежутке между верхней и нижней сетками показал пустое пространство между сетками.Клетки MEF не смогли преодолеть это расстояние 0,7 мм в течение 5 недель культивирования (фиг.7).

Рис. 7. Окрашенный гематоксилином и эозином участок каркаса без клубка паучьего шелка, помещенного между верхней и нижней сеткой.

Клетки MEF не смогли перекрыть промежутки 0,7 мм в течение 5-недельного периода культивирования. бар = 400 мкм.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g007

Культивирование кадров интерфейса воздух-жидкость по сравнению с контрольными кадрами

Кадры, культивированные на границе раздела воздух-жидкость в средах без каких-либо специальных добавок (холератоксин, гидрохортизон, А-2-П) или редукции сыворотки, показали примерно органотипическую морфологию кожи (рис.8). Оба типа клеток показали, по сравнению с контролем, повышенную пролиферацию и улучшенное трехмерное выравнивание. Фибробласты (MEF), как дермальный эквивалент, продемонстрировали удлиненную морфологию, а кератиноциты (HaCaT), как эпидермальный эквивалент, показали уплощенную морфологию, подобную эпителиальным клеткам in vivo . Тем не менее, развития двух непрерывно разделенных слоев клеток добиться не удалось. В некоторых местах клетки MEF, по-видимому, переросли более медленно пролиферирующую клеточную линию HaCaT. Контрольные рамки, все время культивировавшиеся на средах, не формировали органотипической морфологии кожи.

Рис. 8. Окрашенный гематоксилином и эозином срез каркаса, который культивировали на границе раздела воздух-жидкость без каких-либо добавок к специальной среде или снижения уровня сыворотки.

Разработка двух непрерывно разделенных пластов не может быть достигнута. Стрелками отмечены волокна шелка паука в поперечном сечении. (A) полоса = 40 мкм Иммунофлуоресценция того же кадра, окрашивание DAPI ядер всех клеток синим цветом, инволюрин как специфический маркер для клеток HaCaT красным цветом (B).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g008

В результате этих результатов мы хотели стимулировать рост кератиноцитов и уменьшить пролиферацию фибробластов путем изменения условий среды. При добавлении различных добавок к основной среде (DMEM/HAM F12 1∶3) и одновременном снижении концентрации сыворотки с 10% до 1% FCS можно было усилить формирование эпидермальной части (рис. 9). Кадры с накопленным шелком паучьего драглайна в центре, культивированные в течение 3 недель на границе раздела воздух/жидкость со средой, содержащей 50 мкг/мл холератоксина, показали двухслойную морфологию кожи.Эквиваленты эпидермиса и дермы были четко разделены и непрерывны (рис. 10). Более децентрализованный эквивалент дермы возник из-за скопления паутины в центре, что обеспечило больше точек адгезии для фибробластов. Добавление в среду 50 мкг/мл гидрокортизона приводило к увеличению эпидермального слоя по сравнению с культивированием на основных средах и холератоксине. Среда с добавлением 0,4 мкг/мл А-2-П показала наилучшие результаты. Фибробласты как дермальный эквивалент показали увеличение числа клеток и образование внеклеточного матрикса.Кератиноциты в качестве эпидермального эквивалента показали постоянную, постоянно плоскую структуру. Однако размер эпидермального слоя не мог быть увеличен с помощью A2-P.

Эпидермальная часть эквивалента кожи, кератиноциты, может быть идентифицирована специфически по продукции инволюкрина клетками. (Рис. 10)

Силовое испытание

С увеличением времени культивирования были измерены уменьшающиеся средние значения максимальной силы. (Рис. 11) В каждой группе были обнаружены большие различия между отдельными кадрами, что привело к высокому стандартному отклонению и ограниченной оценке.(Рис. 11 и Таблица 1) Для создания кривых напряжения-напряжения необходимо знать площадь поперечного сечения конструкции. Из-за изменчивости различных кадров казалось невозможным точно рассчитать площадь поперечного сечения. Площадь поперечного сечения состоит из двух частей, с одной стороны, слоев паучьего шелка, с другой стороны, клеточного слоя. Площадь поперечного сечения слоя паучьего шелка можно рассчитать, зная диаметр одного отдельного шелкового волокна (описанный в современной литературе: около 3 мкм [21]) и приблизительное число оборотов машины для намотки паучьего шелка.Но оценить площадь поперечного сечения клеточного слоя оказалось невозможным, поскольку неизвестно точное количество клеток во время культивирования. Следовательно, было невозможно рассчитать репрезентативные значения напряжения и создать репрезентативные кривые зависимости напряжения от деформации. Диаграммы силового пути представляют собой адекватную альтернативу для сравнения различных образцов в рамках этого исследования.

Рис. 11. Силовое испытание.

На диаграммах представлены графики, описывающие генерируемую силу отдельных тестовых образцов контрольной группы (n = 5) (A), после 1-дневного периода культивирования (n = 4) (B), после 5-дневного периода культивирования ( n = 8) (C) и после периода культивирования в течение 21 дня (n = 5) (D).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021833.g011

Обсуждение

В настоящем исследовании мы продемонстрировали, что шелк паучьего драглайна Nephila spp. может использоваться в качестве биологической матрицы для культивирования клеток кожи. Поиск и исследование биосовместимых материалов, которые разлагаются физиологически, является важным аспектом тканевой инженерии.

Многие группы сообщили об использовании шелковых биоматериалов в качестве возможного биомедицинского применения [31], [32], [33], [34], но ни одна из них не использовала нативный шелк паутины в качестве матрицы для культивирования клеток кожи.Шелк паука и тутового шелкопряда отличается многими особыми характеристиками: иммуногенный серициновый слой шелка Bombyx mori вызывает иммунный ответ и должен быть удален (процесс рафинирования)[35]. Тем не менее, рафинированный шелк Bombyx mori хорошо переносится in vivo [36] и по этой причине широко используется в качестве биоматериала [37]. В отличие от шелка тутового шелкопряда, нативный шелк паука не вызывает такого иммуногенного ответа in vivo и может использоваться без какой-либо дополнительной обработки [25]. Для получения шелка Nephila spp., пауков необходимо выращивать в больших помещениях, поскольку среда их построения паутины пропорциональна размеру их тела [38], их нужно кормить сверчками и интенсивно ухаживать. Сегодня сбор большого количества паучьего шелка (по промышленным стандартам) нецелесообразен. Выращивание шелка Bombyx mori требует меньше времени и места, но необходимо учитывать несколько условий, таких как температура выращивания [39].

Поэтому многие группы работают над различными стратегиями производства большого количества рекомбинантных белков шелка пауков.

Вэнь и его коллеги сообщили о создании трансгенного шелкопряда, который продуцировал белки паучьего шелка, сочетая химические и физические свойства паучьего шелка с облегченным сбором шелка Bombyx mori [40]. Альтернативные стратегии включали производство белков шелка пауков в растениях, клетках насекомых или бактериях [41]. Другие группы комбинировали шелк паука с другими материалами, такими как поли(D,L-лактид) (PDLLA) [42].

Все эти стратегии имеют некоторые недостатки. Если белки производятся в клетках или бактериях, их сначала нужно собрать, а затем скрутить в волокна с помощью сложных процедур.Но при всем при этом биомеханические свойства многих недавно разработанных искусственных волокон отличаются от природных волокон паучьего шелка. Предполагается, что размер рекомбинантного протеина шелка может быть важным фактором независимо от механических свойств скрученного волокна. В связи с этим можно было показать, что при получении рекомбинантных белков такого же размера, как белки нативного размера, скрученные волокна демонстрировали механические свойства, сравнимые с природным шелком драглайна.[43] В этом случае было бы очень интересно получить больше информации о совместимости этих искусственных волокон с клеточными культурами.

В этом исследовании шелк паука был непосредственно выделен из Nephila spp. чтобы извлечь выгоду из свойств натурального шелка драглайна, включая прикрепление к клеткам, эластичность или прочность на растяжение, а также уникальные свойства натуральных волокон [44]. Эти факторы могут быть важны для повышения общей прочности изготовленного заменителя кожи, что было бы огромным преимуществом в клинический перенос. Механическая прочность искусственной кожи на сегодняшний день является нерешенным ограничивающим фактором в практическом использовании.

Наши исследования с ткаными волокнами шелка паука сначала были затруднены сверхсжатием волокон в зависимости от окружающих условий.Контакт с растворителями, такими как вода или среда, приводит к сверхсжатию волокон до 50% [45], вызывая различные реакции, зависящие от условий окружающей среды, например, высокая относительная влажность (критическая точка >70% влажности) [46]. Это важный момент для нашего исследования, касающегося процедуры культивирования клеток и гистологического встраивания. Гистологические результаты показали, что переплетение волокон на каркасе из нержавеющей стали приводит к фиксированному положению. Никаких материальных артефактов после гистологического анализа не наблюдалось, но такая установка неприменима для медицинского применения.Дальнейшие эксперименты и разработки, такие как рассасывающаяся рама или вязаная матрица из паучьего шелка, должны быть изучены.

Важным условием медицинского применения является правильное хранение шелка паука. Хранение возможно при нормальной комнатной влажности (отн. ОВ) и в темноте, предотвращающей УФ-излучение и последующее старение шелка [47].

Результаты испытаний на максимальное усилие сильно разнятся. Средние значения 4 групп, по-видимому, показывают тенденцию к более низкой генерируемой силе после более длительных периодов культивирования.Но из-за высоких и различных стандартных отклонений эти результаты нельзя однозначно отнести ко времени культивирования. (Таблица 1)

Мы приписываем эти различия в наших результатах изменчивости природного шелка и индивидуальным различиям наших образцов ручного ткачества. Тем не менее, эти наблюдаемые вариации, по-видимому, не влияют на результат роста клеток на шелке.

После многообещающих результатов использования натурального шелка в качестве матрицы для заменителей кожи, производство искусственных волокон с равномерным производством может способствовать будущему широкому клиническому использованию заменителей кожи на основе шелка.

В 1895 г. фон Мангольдт описал один из первых методов трансплантации эпителия для покрытия кожи [48]. В настоящее время медицинские применения при заживлении ран основаны на этих терапевтических основах. Существующие заменители дермы можно разделить на две группы: временные и постоянные трансплантаты [49]. Временные модели (в основном из синтетических тканей) должны быть размещены на поверхности и удалены через определенное время. Эти материалы просты в обращении и показывают хорошие результаты в формировании рубцов.Потенциальным недостатком может быть то, что эти материалы должны быть удалены. Постоянные материалы, такие как Dermagraft [10], Apligraf [50] или полнослойный кожный аллотрансплантат [51], имеют то преимущество, что после их трансплантации гарантируется постоянное закрытие раны и физиологическая стабильность. Недостатками являются возможность передачи вируса и ограниченный период времени для культивирования клеток in vitro до трансплантации in vivo.

Волокна шелка

пауков также можно использовать в качестве матрицы для постоянного закрытия ран.Поскольку было показано, что шелк паука поддерживает пролиферацию и направляет миграцию кератиноцитов и фибробластов, более короткие периоды подготовки заменителя кожи могут быть обеспечены за счет посева клеток и коротких периодов культивирования, чтобы гарантировать стабильное прикрепление клеток. Таким образом, большая часть времени культивирования будет составлять 90–137 in vivo 90–138, но обеспечивается поддерживающая матрица для врастания клеток и, таким образом, закрытия раны. Благодаря своей прочности на растяжение и эластичности они могут способствовать механической стабильности и гибкости трансплантата.Более ранние исследования показали, что волокна шелка паука также поддерживают адгезию и пролиферацию других типов клеток, которые встречаются в дерме кожи человека, таких как нервные клетки [52], [53] и эндотелиальные клетки (данные не показаны). Тем не менее, следует поощрять дальнейшие исследования в этой установке, поскольку паутинный шелк может оказаться близким к идеальному покрытию раны.

В совокупности шелк паука, сотканный на каркасах из нержавеющей стали, может использоваться в качестве матрицы для культивирования клеточных линий кожи. Сверхсокращение паучьего шелка не имеет значения при фиксации волокна к каркасу.На шелке паука можно наблюдать не только миграцию и пролиферацию фибробластов и кератиноцитов, но также достигается совместное культивирование в двух непрерывно разделенных слоях на матрице, состоящей исключительно из шелка паука. Несмотря на то, что фибробласты не встроены в матрицу из коллагенового геля (что обеспечило бы раздельный рост двух клеточных линий в двух слоях), хорошо сбалансированное двухслойное совместное культивирование двух клеточных линий может быть достигнуто путем восстановления сыворотки и изменение условий среды в описанной установке.Таким образом, можно избежать недостатков коллагеновых гелевых матриц, таких как сильное сокращение.

Материалы и методы

Разведение пауков

Nephila spp. (первые животные были получены от BTBE; Германия) выращивались в нашем отделе в специфических для животных условиях в отдельных помещениях, при температуре >17°С и влажности 70%. Самцов и самок пауков держали вместе; коконы пауков собирали и помещали в стеклянные ящики, чтобы они вылупились и достигли соответствующего размера.

Сбор шелка паучьего драглайна

Для сбора шелка использовали только взрослых самок пауков путем фиксации пауков назад на полистироловом кубике с помощью марлевой повязки и игл. Шелк драглайна можно было вытащить из фильеры пауков путем стимуляции железы Major ampullate и намотать на катушку или раму с помощью метода, описанного ранее [54]. После сбора шелка пауков кормили Acheta domesticus и водой.

Дизайн каркаса, ткачество и выращивание

Рамы для плетения были изготовлены методом, описанным ранее [27]. Вкратце, прямые проволоки из нержавеющей стали диаметром 0,7 мм (REF 527-070-00, Dentaurum, Ispringen, Germany) были согнуты в небольшие ткацкие рамки с длиной сторон от 1 до 1,5 см (рис. 1). Рамки были помещены в самодельное специальное устройство для настройки (дизайн и конструкция Института технической химии Ганноверского университета) для сбора паучьего шелка.Шелк паука был сплетен на раме крест-накрест, чтобы достичь размера ячейки от 10 до 100 мкм. Таким образом были созданы две сетки: на расстоянии диаметра проволоки (0,7 мм) одна сетка на верхней и одна на нижней стороне рамы. В зазор 0,7 мм между верхней и нижней сеткой рамы был вставлен клубок паутинного шелка. Перед использованием каркасы стерилизовали паром при 121°C и давлении 2 бар и 100% влажности. In vivo клетки кожи формируют поверхность тела и, соответственно, с одной стороны имеют контакт с окружающим воздухом, а с другой стороны должны получать питательные вещества.Чтобы создать эти физиологические условия, которые усиливают органотипический рост клеток, конструкции необходимо культивировать на границе раздела воздух-жидкость. Поэтому каркасы поднимали на силиконовых весах, наполненных полимерными волокнами (Kisker Biotec). Поверхность среды находилась ниже высоты кадра. Оба были соединены полимерными волокнами, что позволяло поставлять питательные вещества и удалять метаболиты за диффузию (рис. 5).

Покрытие культуральных чашек

Для предотвращения прикрепления клеток ко дну чашек для культивирования клеток, 1 мл 0.2% (масса/объем) Pluronic F-127® в фосфатно-солевом буфере (PBS) (Biochrom AG, Берлин, Германия) вводили в лунку 6-луночного планшета (TPP, Трасадинген, Швейцария) и инкубировали в течение ночи. [55]. Растворы экстрагировали отсасыванием перед использованием.

Культивирование клеток

Эмбриональные фибробласты мыши (MEF) культивировали в MEF-специфической среде, содержащей модифицированную Дульбекко среду Игла (DMEM) Среду для культивирования клеток с высоким содержанием глюкозы (PAA, Пашинг, Австрия) с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (FCS) (Biochrom AG), 1 % пируват натрия (ПАА) и 1% раствор гентамицина (10.000 мкг/мл; Биохром АГ).

Кератиноциты человека (высокотемпературные кератиноциты взрослого человека с кальцием, HaCaT) культивировали в HaCaT-специфичной среде, содержащей DMEM/Hams F12 1∶1 с добавлением 1 % FCS, 1 % пирувата натрия (PAA) и 1 % раствора гентамицина (10 000 мкг). /мл; Биохром АГ).

Для получения трехмерной модели кожи клетки с 8 по 11 пассажей отделяли 1x трипсином (PAA), собирали, подсчитывали и центрифугировали в течение 5 минут при 1200 об/мин и ресуспендировали в равном объеме среды.

3D модель кожи

Рамки

с переплетенным шелком паука помещали в лунку и в середину рамки помещали 100 мкл клеточной суспензии, содержащей 1×10 6 MEF в среде, специфичной для MEF. Для облегчения прикрепления клеток к шелковым волокнам планшеты помещали в инкубатор на 30 минут, позже заполняли 2 мл MEF-специфичной среды и культивировали в течение двух недель.

На 15-й день 1×10 6 HaCaT были добавлены к сливному слою MEF.Перед добавлением HaCaT под каркас помещали полимерные волокна (Kisker biotec) для достижения равномерного выравнивания двух типов клеток. Среду заменяли средой DMEM/Hams F12 в соотношении 3:1 с добавлением 1% FCS, 1% пирувата натрия (ПАА) и 1% раствора гентамицина (10000 мкг/мл; Biochrome AG, Берлин, Германия). Различные экспериментальные установки с измененными условиями среды были созданы путем добавления 0,4 мкг/мл гидрокортизона (Sigma-Aldrich, Борнем, Бельгия), холератоксина 10 -10 М (Sigma), 50 мкг/мл аскорбат-2-фосфата (Sigma). или все из них.

На 16-й день началось культивирование на границе раздела воздух-жидкость, как описано на рис. 2. Время культивирования на границе воздух-жидкость заняло дополнительно 3 недели. Контроли инкубировали полностью в среде.

Среда менялась три раза в неделю.

Иммуногистология и гистология

После культивирования временные рамки фиксировали 4% забуференным формалином, обезвоживали в градуированной серии возрастающей концентрации спирта, очищали в ксилоле, заливали по стандартной процедуре в парафин и разрезали на срезы по 10 мкм с помощью микротома (Microm International GmbH, Вальдорф, Германия). ).Предметные стекла были депарафинированы, регидратированы спиртом с последующей концентрацией и окрашены гематоксилином и эозином (H&E) или отправлены на иммуногистологический анализ.

Для окрашивания гематоксилином и эозином срезы окрашивали 1% гематоксилином (Merck, Дармштадт, Германия) в течение 5 минут, промывали водой в течение 10 минут и окрашивали 2% эозином (Merck, Дармштадт, Германия) еще 2 минуты. Предметные стекла были обезвожены восходящей концентрацией спирта и помещены в Vectashield® (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA).

Для иммуногистологии срезы пермеабилизировали 0,1% Triton X-100 в PBS, блокировали PBS, содержащим 2%. ФКС. Первичные антитела против инволюкрина (Abcam, Кембридж, Массачусетс, США) использовали в разведении 1∶100 в PBS, содержащем 1% FCS, вторичные антитела (Alexa 600, Abcam) использовали в разведении 1∶200 в том же растворитель. Первичные антитела связываются с инволюкрином (Abcam; 1∶100), продуцируемым только кератиноцитами. Вторичные антитела идентифицировали первичное антитело (Abcam; 1∶200) по излучению флуоресцентного сигнала в ближней инфракрасной области (600 нм).Слайды наносили на Vecta-shield с DAPI (Vectorlaboratorys, Burlingame, CA, USA), который содержит 4′,6′-диамидино-2-фенил-индол для окрашивания ядер клеток, и анализировали с помощью инвертированного флуоресцентного микроскопа и AxioVisionH. программное обеспечение (оба от Zeiss, Йена, Германия).

Анализ ЖИВЫХ/МЕРТВЫХ

Анализ жизнеспособности клеток

LIVE/DEAD® (Invitrogen, Карлсбад, Калифорния, США) проводили для определения количества живых клеток в засеянных рамах. По прошествии времени культивирования проводили анализ LIVE/DEAD в соответствии с рекомендациями производителя.Жизнеспособные клетки были способны поглощать кальцеин, и их можно было анализировать по эмиссии зеленого флуоресцентного света (488 нм). Гомодимер бромистого этидия диффундирует через проницаемую мембрану мертвых клеток и связывается с их ДНК. Мертвые клетки можно было обнаружить по красному флуоресцентному сигналу (546 нм). Анализ LIVE/DEAD анализировали с помощью флуоресцентного микроскопа (Olympus, Гамбург, Германия) с помощью многоцветной визуализации.

Силовое испытание

Каркасы размером 3×1 см переплетали паутинным шелком, засевали 1×10 6 MEF и культивировали в среде, специфичной для MEF.После периодов культивирования 1 (n = 4), 5 (n = 8) и 21 (n = 5) дней стальную часть конструкций разрезали с двух противоположных сторон так, чтобы паутинный шелк был натянут между несцепленными куски стального каркаса. Обе стальные детали были зажаты в держателе прибора для измерения натяжения Instron (Instron 5565A, Instron Deutschland GmbH, Pfungstadt, Germany) и вытянуты до разрыва паутины. Контрольная группа (n = 5) состояла из каркасов, переплетенных паутинным шелком, но оставленных без клеток, которые также содержались в питательных средах.Образцы гидратировали до тех пор, пока образцы не были зажаты в машине. Измерения длились всего несколько секунд, так что образцы оставались влажными во время измерения. Поскольку образцы зажимались в машине вручную, перед каждым измерением выполнялась калибровка нагрузки. Максимальное усилие и максимальный путь перемещения были измерены и проанализированы с помощью программного обеспечения Bluehill-2 и Microsoft Office Excel 2007.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Герхарда Прейсса из отделения Медицинской школы Ганновера за техническую поддержку электронной микроскопии, Сабрину Ян за техническую помощь в области гистологии и Хоссейна Хидаджи за его превосходный уход и разведение пауков.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: HW AH PMV. Выполняли опыты: HW JWK FSN CA AH. Проанализированы данные: HW AH KR FSN JWK CA CK PMV. Предоставленные реагенты/материалы/инструменты для анализа: КР ЦК ПМВ. Написал статью: HW AH KR.

Каталожные номера

  1. 1. Мэдисон К.С. (2003) Барьерная функция кожи: «смысл существования» эпидермиса. J Invest Dermatol 121(2): 231–241.
  2. 2. Манн Р., Хаймбах Д. (1996)Прогноз и лечение ожогов.West J Med 165 (4): 215–220.
  3. 3. Сяо Дж., Чай Б.Р., Конг Ф.Ю., Пэн С.Г., Сюй Х. и др. (1992) Повышение выживаемости больных с массивными ожогами. Бернс 18 (5): 401–404.
  4. 4. Монстрей С., Бил Х., Кеттлер М., Ван Ландуит К., Блондель П. и др. (1999)Аллогенные культивированные кератиноциты по сравнению с трупной кожей для покрытия крупноячеистых аутогенных кожных трансплантатов расщепленной толщины. Энн Пласт Сург 43 (3): 268–272.
  5. 5. Phillips TJ (1994) Хронические кожные язвы: этиология и эпидемиология.J Invest Dermatol 102(6): 38S–41S.
  6. 6. Сен К.К., Гордилло Г.М., Рой С., Кирснер Р., Ламберт Л. и др. (2009) Человеческие кожные раны: серьезная и растущая угроза общественному здравоохранению и экономике. Восстановление ран 17 (6): 763–771.
  7. 7. Меткалф А.Д., Фергюсон М.В. (2007)Тканевая инженерия замены кожи: перекресток биоматериалов, заживления ран, эмбрионального развития, стволовых клеток и регенерации. JR Soc Interface 4 (14): 413–437.
  8. 8.Курран М.П., ​​Плоскер Г.Л. (2002)Двухслойный биоинженерный заменитель кожи (аплиграф): обзор его использования при лечении венозных язв нижних конечностей и диабетических язв стопы. BioDrugs 16(6): 439–455.
  9. 9. Hu S, Kirsner RS, Falanga V, Phillips T, Eaglstein WH (2006)Оценка персистенции аплиграфа и восстановления базальной мембраны в ранах на донорских участках: экспериментальное исследование. Восстановление ран 14 (4): 427–433.
  10. 10. Gentzkow GD, Iwasaki SD, Hershon KS, Mengel M, Prendergast JJ, et al.(1996)Использование дерматрансплантата, культивированной человеческой дермы, для лечения диабетических язв стопы. Уход за диабетом 19 (4): 350–354.
  11. 11. Гриффит Л.Г. (2002) Новые принципы проектирования биоматериалов и каркасов для тканевой инженерии. Ann NY Acad Sci 961: 83–95.
  12. 12. Supp DM, Boyce ST (2005) Инженерные заменители кожи: практика и возможности. Клин Дерматол 23(4): 403–12.
  13. 13. Ньюман Дж., Ньюман С. (1995) О, какая запутанная паутина: лекарственное использование шелка паука.Int J Dermatol 34(4): 290–292.
  14. 14. Gellynck K, Verdonk PC, Van Nimmen E, et al. (2008)Подложки из шелка шелкопряда и паука для поддержки хондроцитов. — J Mater Sci Mater Med 19 (11): 3399–409.
  15. 15. Споннер А., Фатер В., Монахембаши С., Унгер Э., Гроссе Ф. и др. (2007) Состав и иерархическая организация паутины. — ПЛОС ОДИН 3; 2(10): Е998.
  16. 16. Нова А., Кетен С., Пуньо Н.М., Редаэлли А., Бюлер М.Дж. (2010)Молекулярные и наноструктурные механизмы деформации, прочности и ударной вязкости фибрилл шелка паука.Нано Летт 10 (7): 2626–2634.
  17. 17. Кубик С. (2002) Высокоэффективные волокна из шелка паука. Angew Chem Int Ed Engl 41 (15): 2721–2723.
  18. 18. Ко Ф.К., Йовичич Дж. (2004)Моделирование механических свойств и структурного проектирования паутины. Биомакромолекулы 5(3): 780–785.
  19. 19. Фоллрат Ф., Найт Д.П. (2001) Жидкокристаллическое прядение паучьего шелка. Природа 410 (6828): 541–548.
  20. 20. Ломбарди С.Дж., Каплан Д.Л. (1990)Аминокислотный состав шелка большой ампулы (драглайн) nephila clavipes (araneae, tetragnathidae).Журнал арахнологии (США) 18 (3): 297–306.
  21. 21. Cunniff PM, Fossey SA, Auerbach MA, Song JW, Kaplan DL, et al. (1994) Механические и термические свойства шелка драглайна паука nephila clavipes . Полимер для передовых технологий. (5): стр. 401–410.
  22. 22. Хоран Р.Л., Антл К., Коллетт А.Л., Ван И, Хуан Дж. и др. (2005) Разложение фиброина шелка in vitro. Биоматериалы 26 (17): 3385–3393.
  23. 23. Ван Ю, Рудым Д.Д., Уолш А., Абрахамсен Л., Ким Х.Дж. и др.(2008) Разложение трехмерных каркасов из фиброина шелка in vivo. Биоматериалы 29 (24-25): 3415–3428.
  24. 24. Сантин М., Мотта А., Фредди Г., Каннас М. (1999) Оценка воспалительного потенциала фиброина шелка in vitro. J Biomed Mater Res 46 (3): 382–389.
  25. 25. Фоллрат Ф., Барт П., Базедов А., Энгстром В., Лист Х (2002) Местная толерантность к шелку пауков и белковым полимерам in vivo. В естественных условиях 16 (4): 229-234.
  26. 26. Schildknecht H, Kunzelmann P, Kraus D, Kuhn C (1972) Über die chemie der spinnwebe.Die Naturwissenschaften 59 (3): 98–99.
  27. 27. Kuhbier JW, Allmeling C, Reimers K, Hillmer A, Kasper C, et al. (2010)Взаимодействия между шелком паука и клетками – фибробласты NIH/3T3, посеянные на миниатюрных ткацких станках. PLoS One 5(8): e12032.
  28. 28. Minoura N, Aiba S, Gotoh Y, Tsukada M, Imai Y (1995)Прикрепление и рост культивируемых фибробластных клеток на матрицах белков шелка. J Biomed Mater Res 29 (10): 1215–1221.
  29. 29. Богуш В.Г., Соколова О.С., Давыдова Л.И., Клинов Д.В., Сидорук К.В.(2009)Новая модельная система для дизайна биоматериалов на основе рекомбинантных аналогов белков шелка пауков. J Neuroimmune Pharmacol 4(1): 17–27.
  30. 30. Харди Дж. Г., Шейбель Т. Р. (2009) Полимеры и белки, вдохновленные шелком. Biochem Soc Trans 37 (Pt 4): 677–681.
  31. 31. Rios CN, Skoracki RJ, Miller MJ, Satterfield WC, Mathur AB (2009) Формирование кости in vivo в каркасах из смеси фиброина шелка и хитозана через эктопически трансплантированную надкостницу в качестве источника клеток: пилотное исследование.Tissue Eng Часть A 15 (9): 2717–2725.
  32. 32. Wang Y, Blasioli DJ, Kim HJ, Kim HS, Kaplan DL (2006)Инженерия хрящевой ткани с использованием шелковых каркасов и суставных хондроцитов человека. Биоматериалы 27(25): 4434–4442.
  33. 33. Агапов И.И., Пустовалова О.Л., Моисенович М.М., Богуш В.Г., Соколова О.С. и др. (2009)Трехмерный каркас из рекомбинантного белка шелка паука для тканевой инженерии. Докл Биохим Биофиз 426: 127–130.
  34. 34. Хакими О., Гейсенс Т., Фоллрат Ф., Гран М.Ф., Найт Д.П. и др.(2010) Модуляция роста клеток при воздействии шелковых волокон тутового шелкопряда и пауков. J Biomed Mater Res A 92 (4): 1366–1372.
  35. 35. Панилайтис Б., Альтман Г.Х., Чен Дж., Джин Х.Дж., Карагеоргиу В. и др. (2003) Реакция макрофагов на шелк. Биоматериалы 24 (18): 3079–3085.
  36. 36. Cao Y, Wang B (2009)Биодеградация шелковых биоматериалов. Int J Mol Sci 10 (4): 1514–1524.
  37. 37. MacIntosh AC, Kearns VR, Crawford A, Hatton PV (2008)Инженерия скелетных тканей с использованием шелковых биоматериалов.J Tissue Eng Regen Med 2 (2-3): 71–80.
  38. 38. Higgins L (2006)Количественные сдвиги в инвестициях в паутину во время развития nephila clavipes (araneae, nephilidae). Журнал арахнологии 34 (2): 374–386.
  39. 39. Osanai M, Yonezawa Y (1984)Возрастные изменения в размерах пула аминокислот у взрослых тутовых шелкопрядов bombyx mori, выращенных при низкой и высокой температуре; биохимическое исследование теории скорости жизни и накопления мочевины при выращивании при высокой температуре.Опыт Геронтол 19 (1): 37–51.
  40. 40. Вен Х, Лань Х, Чжан И, Чжао Т, Ван И и др. (2010) Трансгенные шелкопряды (bombyx mori) производят рекомбинантный шелк паучьего драглайна в коконах. Мол Биол Реп 37 (4): 1815–1821.
  41. 41. Fahnestock SR, Irwin SL (1997)Синтетические белки шелка паучьего драглайна и их производство в кишечной палочке. Appl Microbiol Biotechnol 47(1): 23–32.
  42. 42. Чжоу С., Пэн Х., Юй С., Чжэн С., Цуй В. и др. (2008)Приготовление и характеристика нового композитного волокна фиброин/поли(D,L-лактид) паучьего шелка методом электропрядения.J Phys Chem B 112(36): 11209–11216.
  43. 43. Xia XX, Qian ZG, Ki CS, Park YH, Kaplan DL и др. (2010) Рекомбинантный белок шелка пауков природного размера, полученный в метаболически сконструированной кишечной палочке, приводит к образованию прочных волокон. Proc Natl Acad Sci USA 107(32): 14059–14063.
  44. 44. Хинман М.Б., Джонс Дж.А., Льюис Р.В. (2000) Синтетический паутинный шелк: модульное волокно. Тенденции биотехнологии 18 (9): 374–379.
  45. 45. Blackledge TA, Boutry C, Wong SC, Baji A, Dhinojwala A, et al.(2009) Насколько суперсуперконтракция? постоянные и циклические реакции на влажность в шелке паутинного драглайна. J Exp Biol 212 (Pt 13): 1981–1989.
  46. 46. Agnarsson I, Boutry C, Wong SC, Baji A, Dhinojwala A, et al. (2009) Силы сверхсжатия в шелке паутинного драглайна зависят от скорости гидратации. Зоология (Йена) 112 (5): 325–331.
  47. 47. Agnarsson I, Boutry C, Blackledge TA (2008) Старение паучьего шелка: первоначальное улучшение высокоэффективного материала с последующей медленной деградацией.J Exp Zool A Ecol Genet Physiol 309(8): 494–504.
  48. 48. Mangoldt vF (1895) Die Überhäutung von Wundflächen und Wundhöhlen durch Epithelaussaat, eine neue Methode der Transplantation. Deutsche Medizinische Wochenschrift. (21): стр. 789–790.
  49. 49. Лу Р.Б., Хикерсон В.Л. (2009)Использование заменителей кожи при ожогах рук. Hand Clin 25 (4): 497–509.
  50. 50. Дай Д., Дин Ю.Х., Дэниэлсон М.А., Кадирвел Р., Хантер Л.В. и др. (2007) Эндоваскулярное лечение экспериментальных аневризм с использованием платиновых спиралей, покрытых фибробластами: ангиографическое и гистопатологическое исследование.Инсульт 38 (1): 170–176.
  51. 51. Fangmann J, Dalchau R, Fabre JW (1992)Отторжение кожных аллотрансплантатов путем непрямого аллораспознавания пептидов главного комплекса гистосовместимости донора I класса. J Exp Med 175 (6): 1521–1529.
  52. 52. Allmeling C, Jokuszies A, Reimers K, Kall S, Choi CY, et al. (2008)Шелковые волокна пауков в конструкциях искусственных нервов способствуют регенерации периферических нервов. Cell Prolife 41(3): 408–420.
  53. 53. Allmeling C, Jokuszies A, Reimers K, Kall S, Vogt PM (2006)Использование волокон паучьего шелка в качестве инновационного материала в биосовместимом искусственном нервном канале.J Cell Mol Med 10(3): 770–777.
  54. 54. Работа Р.В., Эмерсон П.Д. (1982) Устройство и техника для насильственного отшелушивания пауков. Дж Арахнол. (10): стр. 1–10.
  55. 55. Тан Дж.Л., Лю В., Нельсон К.М., Рагхаван С., Чен К.С. (2004)Простой подход к микроструктуре клеток на обычных культуральных субстратах путем настройки смачиваемости субстрата. Tissue Eng 10 (5–6): 865–872.

искусственных кож, разработанных в Массачусетском технологическом институте, теперь готовы к лечению ожоговых пациентов | Новости Массачусетского технологического института

КЕМБРИДЖ, Массачусетс.— Хирурги по всей стране в настоящее время обучаются имплантации искусственной кожи ожоговым пациентам, что является кульминацией многолетней работы Иоанниса В. Яннаса, профессора полимерной науки и инженерии Массачусетского технологического института, который продолжает исследования по применению своих методов для замены других поврежденных частей тела. .

У больных с тяжелыми ожогами утрачена дерма — слой толщиной около двух миллиметров, лежащий под эпидермисом и не регенерирующий при повреждении. Традиционно такие пациенты получают аутотрансплантаты или трансплантаты кожи из донорских участков в других частях тела.Но у этого метода есть свои недостатки. Донорский трансплантат обычно меньше восстанавливаемой раны; в кожном трансплантате делаются прорези, чтобы его можно было растянуть, и в каждой прорези остаются рубцы. На донорском участке также есть шрамы, где было удалено около половины толщины дермы.

Технология, разработанная профессором Яннасом и его коллегами (получившая одобрение FDA в начале марта), включает химическое связывание коллагена, взятого из сухожилий животных, с молекулами гликозаминогликанов (ГАГ) из хрящей животных для создания простой модели внеклеточного матрикса, которая обеспечивает основу для новой дермы.Коллаген является частью структурного каркаса у млекопитающих (по аналогии с целлюлозой у растений), который позволяет тканям сохранять свою форму. Комбинация коллагена и ГАГ «делает простой химический аналог матрикса в наших собственных тканях», — пояснил он.

Хирурги могут имплантировать этот материал, временно покрытый тонким слоем силикона, который защищает область от инфекционных агентов и чрезмерной потери влаги. Материал коллаген-GAG имеет поры с тщательно контролируемым диаметром, что позволяет клеткам прорастать через каркас, который в конечном итоге разрушается и растворяется ферментами.Клетки синтезируют новую дерму одновременно с разрушением каркаса. Затем эпидермис естественно нарастает поверх новой дермы, если площадь раны не особенно велика, и в этом случае хирург делает аутотрансплантацию эпидермиса — гораздо менее проблематичная процедура, чем пересадка дермы, потому что эпидермис в десять раз тоньше и постоянно отслаивается. отросший.

Пациенты почти полностью избавляются от разрушительных рубцов, возникающих в результате ожогов без трансплантатов (рубцовая ткань слабее и менее гибкая, чем кожа), или от несколько меньшего, но все же значительного обезображивания от аутотрансплантатов.Новая кожа также растет вместе с пациентами, что является важным фактором для обожженных детей.

Единственным ограничением является то, что пациенты с большими трансплантатами должны избегать физических упражнений на солнце, потому что вновь синтезированная дерма не имеет исходных дермальных потовых желез и волосяных фолликулов. Но этот метод имеет большое значение для решения «краткосрочной проблемы выживания и долгосрочной проблемы качества жизни», — сказал профессор Яннас, занимающий должности на кафедрах машиностроения, материаловедения и инженерии.Он является консультантом Integra LifeSciences Corp., фирмы из Нью-Джерси, которая получила лицензию на его технологию от Массачусетского технологического института.

Помимо нескольких студентов, профессор Яннас сотрудничал с доктором Джоном Ф. Берком, почетным профессором хирургии Гарвардской медицинской школы и Массачусетского госпиталя. Доктор Берк впервые разработал процедуру подготовки ран для трансплантатов коллаген-ГАГ путем удаления всех следов мертвой ткани. Он также обучил команду Массачусетского технологического института конкретным требованиям лечения ран у пациентов с обширными ожогами, а также стал первым хирургом, применившим новое лечение на людях.Работа профессора Яннаса была сосредоточена на оптимизации размера пор и скорости разрушения материала, а также его химического состава. Он обнаружил, что структурные требования достаточно важны, чтобы определить биологически активную, нерастворимую макромолекулярную сеть, первую в своем роде.

Профессор Яннас и аспиранты Альберт Чанг и Лайла Чемберлен также добились значительного успеха на животных, используя другую матрицу коллаген-ГАГ для соединения разорванных сегментов нервов в конечностях.Разлагаемая трубка, заполненная другим аналогом матрицы, прикрепляется к каждому отрезанному концу, и нервные аксоны врастают в матрицу, создавая функциональную связь между разрезанными концами. Аутотрансплантаты нервов использовались у пациентов-людей, но с ограниченным успехом; пораженная конечность восстанавливает некоторый контроль, но у нее далеко не нормальная координация. Другая команда из Пресвитерианской больницы Сан-Франциско лицензировала технологию Массачусетского технологического института для регенерации коленного мениска, ткани, которая часто рвется при травмах.Хотя современные хирургические методы позволяют обрезать неровные края, вызывающие боль, ткань мениска не может быть заменена после того, как она удалена или изношена.

«Мы обнаружили, что регенерация — это подход, который можно использовать для различных органов», — сказал профессор Яннас. Работа может в конечном итоге привести к усовершенствованным методам восстановления частей тела, которые в настоящее время заменяются полностью синтетическими биомеханическими устройствами (например, искусственными бедрами и сердечными клапанами из металлов, пластика и керамики) или органами, взятыми у других людей (трансплантированные сердца, почки, и т.п.). Искусственные части, как правило, несовместимы с соседними тканями и в конечном итоге выходят из строя или вызывают проблемы у хозяина, в то время как трансплантации препятствует отторжение иммунной системой и нехватка доноров.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.